Методика использования компютера выдержки из проекта введение

Вид материала

Содержание

Внутренние ресурсы.
Внешние ресурсы.
ЗА и ПРОТИВ
Как начинать работать с компьютерным курсом.
Варианты построения уроков с использованием электронного учебника
Проблема темпа усвоения

Подобный материал:

«МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПЮТЕРА

Выдержки из проекта

ВВЕДЕНИЕ.

Важнейшей задачей школы, в том числе и преподавания физики, является формирование личности, способной ориентироваться в потоке информации в условиях непрерывного образования. Осознание общечеловеческих ценностей возможно только при соответствующем познавательном, нравственном, этическом и эстетическом воспитании личности. В связи с этим первую цепь можно конкретизировать более частными целями: воспитание у школьников в процессе деятельности положительного отношения к науке вообще и к физике в частности; развитие интереса к физическим знаниям, научно - популярным статьям, жизненным проблемам. Физика является основой естествознания и современного научно - технического прогресса, что определяет следующие конкретные цели обучения: осознание учащимися роли физики в науке и производстве, воспитание экологической культуры, понимание нравственных и этических проблем, связанных с физикой.

Квантовую физику изучают в конце школьного курса физики, причем изучают впервые. Нигде на протяжении всего школьного курса физики учащиеся не встречались с дуализмом свойств частиц, вещества и поля, с дискретностью энергии, со свойствами ядра атома, с элементарными частицами. Лишь о строении атома школьники получили самые первоначальные представления в курсе физики VIII класса и более полные—в курсе химии IX класса. Это обстоятельство требует от учителя так построить учебный процесс, чтобы при первичном изучении материала добиваться глубокого и прочного усвоения его учащимися. Необходима продуманная работа по закреплению и применению изучаемого материала при решении задач, выполнении лабораторных работ, работе с дидактическим материалом и т. д. Пониманию и усвоению раздела способствуют оценочные расчеты, например, волн де Бройля, связанных с различными объектами, размера ядра, его плотности, энергии связи и т. п.

Для повышения качества усвоения материала очень важно опираться на ранее полученные знания. Например, при изучении правил смещения при радиоактивном распаде и при изучении ядерных реакций необходимо широко опираться на законы сохранения массы и заряда. Перед изучением строения атома целесообразно повторить понятие центростремительного ускорения, законы Ньютона, закон Кулона, а также те сведения о строении атома, которые учащиеся получили в VIII классе на уроках физики и в IX классе при изучении химии.

Одним из наиболее перспективных направлений использования информационных технологий в физическом образовании является компьютерное моделирование физических явлений и процессов. Компьютерные модели легко вписываются в традиционный урок, позволяя учителю продемонстрировать на экране компьютера многие физические эффекты, а также позволяют организовывать новые, нетрадиционные виды учебной деятельности учащихся. В этой курсовой работе мы будим использовать как пример компьютерный курс «Открытая физика 1.0».

Компьютерный курс "Открытая физика 1.0" прошёл сертификацию в Институте информатизации образования Министерства образования России, он соответствует программе курса физики для общеобразовательных учреждений России и рекомендован Министерством образования России в качестве учебного пособия для средних школ.

Компьютерные модели позволяют пользователю управлять поведением объектов на экране монитора, изменяя начальные условия экспериментов, и проводить разнообразные физические опыты. Некоторые модели позволяют наблюдать на экране монитора, одновременно с ходом эксперимента, построение графических зависимостей от времени ряда физических величин, описывающих эксперимент. Видеозаписи натурных экспериментов делают курс более привлекательным и позволяют сделать занятия живыми и интересными. Особо подчеркнём, что к каждой компьютерной модели и к каждому видеофрагменту даны пояснения физики наблюдаемых экспериментов и явлений. Эти пояснения можно не только прочитать на экране дисплея и при необходимости распечатать, но и прослушать, если ваш компьютер укомплектован звуковой картой.

Цель проекта:

Разработать серию уроков с использованием компьютера на уроке.

ЗАДАЧИ:

1) Разработать пакет заданий для проверки усвоения темы «Проценты».

2) Повысить степень увлечённости учащихся в учебно-творческой деятельности, стимулировать изучение физики как предмета.

3)Разработать пакет заданий, способствующих, акцентировать внимание учащихся на

межпредметной связи, таких как : биология-математика, математика-экономика, математика-физика и математика-химия.

5) Развивать логическое мышление, умение анализировать полученную информацию.

ВНУТРЕННИЕ РЕСУРСЫ.

1) Интеллектуальный уровень учащихся.

2) Методические разработки, литература.

3) Практические навыки учащихся.

ВНЕШНИЕ РЕСУРСЫ.

1) Родители.

2) Учителя предметники.

3) Электронные программы

4) Компьютерный класс

АНАЛИЗ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ.

Положительные факторы	Отрицательные факторы
совместная работа «ученик-учитель»;	утомляемость учащихся на предыдущих уроках
ране полученные знания на уроках математики;	различный уровень знаний учеников
желание учащихся познать новое	не умение самостоятельно работать
пресса, телевидение	большая учебная нагрузка
разнообразие в преподавании материала	Слабая компьютерная подготовка

КОНЦЕПЦИЯ

Компьютер на уроке ЗА и ПРОТИВ

За последние 10 лет компьютер стал неотъемлемой частью рабочего места людей разных профессий. Многие дети в крупных городах знакомятся с этим чудом современной электроники еще в дошкольном возрасте. Разработаны и с успехом применяются учебные компьютерные программы по разным предметам. Почему же о том, нужен ли компьютер на уроках физики или он может принести вред, 6 том, какова должна быть его роль на уроках по этому предмету, продолжаются споры? Некоторые замечательные учителя физики утверждают, что компьютер можно использовать при изучении физики только как инструмент численного решения физических задач или как инструмент обработки результатов физических измерений, выполненных при помощи датчиков, соединенных с компьютером, а моделирование физических явлений на компьютере считают делом бессмысленным и даже вредным. Другие же считают, что компьютерное моделирование физических явлений может быть очень полезно для более глубокого и неформального понимания законов физики, для осмысления того, что такое модель физического явления. Конечно, ответ на вопрос «Кто прав?» в первую очередь интересен тем учителям физики, у которых есть возможность использования компьютера на уроках. К сожалению, таких школ еще мало, но компьютеризация идет такими темпами, что спустя не так уж много лет компьютеры будут в любом физическом кабинете школы. Итак, каковы же наиболее распространенные аргументы противников компьютерного моделирования физических явлений?

1. Физика - наука об основных законах природы. Изучая физику, нужно изучать реальные явления природы, а не их компьютерную версию. Ученик должен на собственном опыте, собственными руками прочувствовать те закономерности, которые он изучает на уроке.

2. Главное достижение физики - это создание научного метода, который позволяет из великого многообразия физических явлений выделить главные закономерности и сформулировать их в виде законов. Знание этих законов дает возможность предсказывать, как будут происходить эти явления при других условиях. Краеугольным камнем этого метода является создание физической модели явления, с помощью которой оно освобождается от второстепенных факторов, с тем чтобы яснее стали взаимосвязь и взаимозависимость основных процессов и их характеристик. Следовательно, главным результатом обучения физике должно быть усвоение этого метода, формирование умения применять его для объяснения явлений природы и, в частности, для решения физических задач.

Оба аргумента бесспорны. Однако выдвигающие их не учитывают, что при грамотном использовании компьютерных моделей физических явлений можно достигнуть многого из того, что требуется для неформального усвоения курса физики и для формирования физической картины мира: Можно, конечно, возразить, что этого можно добиться и без компьютера. Это верно, но компьютер помогает сделать это и в неблагоприятных условиях, например, когда ученик считает, что в дальнейшей жизни физика ему не будет нужна, или когда, у ученика есть проблемы с учебой, или когда в школе не хватает лабораторного оборудования (ведь компьютер сейчас стоит дешевле иных физических приборов). Дело в том, что свойственный детям интерес к компьютерной технике позволяет повысить и интерес к физике.

На основании опыта использования компьютеров на уроках физики в 9-м и 10-м классах могу сформулировать следующие принципы Компьютерной поддержки уроков физики:

• методика проведения урока физики с использованием компьютера зависит от компьютерных программ, обеспечивающих компьютерную поддержку;

• реальный эксперимент необходимо проводить всегда, когда это возможно, компьютерную же модель явления следует использовать лишь в случаях невозможности показать это явление в условиях физического кабинета или в условиях его быстрого протекания, когда невозможно проследить за ним детально; .

• компьютерную модель должен создавать сам ученик (если позволяет компьютерная программа);

• компьютерные модели должны помогать разбираться в деталях изучаемого явления или служить иллюстрацией условия решаемой задачи;

• целесообразно создать несколько моделей с разной степенью приближения к реальному физическому явлению и исследовать влияние этих приближений на характер поведения модели;

• в результате работы с компьютерной моделью ученики должны выявить как качественные, так и количественные зависимости между величинами, характеризующими явление, причем большое внимание следует уделять графическому представлению найденных зависимостей;

• ученикам можно предложить либо использовать готовую схему модели, либо создать на компьютере ситуацию, при которой явление будет происходить заданным образом, либо решить конструкторскую задачу (создать модель определенного устройства)) либо придумать способ измерения какой-либо физической величины и смоделировать ситуацию применения этого способа;

• при создании моделей, иллюстрирующих условие задачи, иногда полезно начинать с обычного рисунка;

• работа с компьютерной моделью может стать темой проекта по физике, что оправдано невозможностью выполнения теоретических исследований из-за недостаточной математической подготовки и больших затрат времени, необходимых для проведения экспериментального исследования (не говоря о недостатке лабораторного оборудования).

Мой опыт ограничивается применением программы «Живая физика»,а также программ «Физика в картинках» и «Открытая физика» (Физикой, Москва). Две последние программы хороши для демонстрации и исследования уже существующих моделей почти для всех разделов школьной программы по физике. Первая программа дает большой простор для творчества при моделировании механических явлений, а также электростатики.

Как начинать работать с компьютерным курсом.

Идеально начинать работать с компьютерным курсом "Открытая физика 1.0" в индивидуальном режиме с одним или двумя учениками. Можно также попробовать использовать курс при работе с небольшой группой учащихся в рамках факультативных занятий. Это наиболее мягкие режимы, которые позволят вам хорошо освоить компьютерный курс, а также понять основные сложности, связанные с таким способом преподавания и, возможно, разработать собственные приёмы и методики использования курса на уроках. После того, как вы достаточно хорошо освоите компьютерные модели курса, можно начинать демонстрировать опыты с их использованием при объяснении материала в классе, если, конечно, у вас есть возможность использовать монитор с экраном не менее 17 дюймов или мультимедийный проектор.

К сожалению, в данной версии компьютерного курса отсутствует функция сохранения числовых значений параметров экспериментов, поэтому у вас не будет возможности подготовить серию опытов с выбранными вами параметрами и заранее записать их в долговременную память компьютера, чтобы затем показать на уроке. Начальные условия опытов имеет смысл подобрать заранее и записать их для себя на бумаге, чтобы на уроке не возникало заминок или невразумительных экспериментов. На уроке же вам придётся заново устанавливать выбранные значения параметров, что при работе в классе не всегда удобно. Поэтому, если для вас не важны начальные условия хотя бы некоторых экспериментов, то лучше оставить их такими, какими предлагают авторы курса. В этом случае, после открытия окна модели для демонстрации эксперимента достаточно нажать кнопку "Старт".

При использовании моделей для демонстрации экспериментов, постарайтесь привлечь кого-нибудь из учащихся в качестве помощника, так как, особенно на первых порах, вам будет достаточно сложно манипулировать мышью и одновременно давать необходимые пояснения классу. Конечно, необходимо заранее подготовить подробный план демонстраций и объяснить помощнику, что и в какой момент от него потребуется. Лучше всего дать ему список экспериментов с указанием начальных условий, тогда он сможет подготовить очередной опыт, пока вы обсуждаете с классом результаты предыдущего эксперимента или какой-нибудь другой вопрос.

И только после того как компьютерный курс вами будет более или менее освоен, имеет смысл начинать с ним работать в компьютерном классе с большой группой учащихся

Как проводить первые уроки в компьютерном классе.

Следует особо отметить, что на первых уроках в компьютерном классе, желательно присутствие, особенно в течении первых 10-15 минут, учителя информатики или коллеги, знакомого со спецификой класса, так как наверняка будут возникать технические сбои и неполадки, даже если накануне вы всё проверили и убедились в полной исправности оборудования и программного обеспечения (испытано не один раз, особенно на открытых уроках).

В компьютерном классе с большой группой ребят лучше начинать с фрагмента урока длительностью не более 10-15 минут, причём обязательно следует учесть, что все правила работы, а также задания, которые учащиеся будут должны выполнить, необходимо разъяснить им до того, как они сели за компьютеры. Это даже лучше сделать не в компьютерном классе, а в кабинете физики. После того, как ваши ученики окажутся перед экранами компьютеров, общаться с ними будет возможно только индивидуально. Опыт показывает, что ребята так сильно увлекаются работой (не обязательно продуктивной), что учителя они просто не слышат, как бы громко он к ним ни обращался.

Только после того, как вы проведёте несколько фрагментов уроков и на своём опыте ощутите основные преимущества и трудности такого преподавания, имеет смысл попытаться провести целый урок в компьютерном классе. Для этого вам лучше разработать подробный план урока, а также сформулировать вопросы и задания к компьютерным моделям, которые будут предложены учащимся для изучения, причём вряд ли целесообразно предлагать для изучения на одном уроке более двух-трёх моделей. Для того, чтобы урок дал максимальный эффект, необходимо вопросы и задания к моделям заранее распечатать и раздать учащимся в начале урока. Часть разработанных нами заданий, которые вы можете использовать на своих уроках, содержится на дискете данного методического комплекта. Содержание дискеты приведено в приложении.

При разработке плана урока постарайтесь учесть, что длительность работы ребят за компьютерами не должна превышать 30 минут, так как они обязательно должны в конце урока оформить небольшой отчёт (можно в виде ответов на заготовленные вами вопросы) с осмыслением выполненной работы. Возможно, стоит обсудить всей группой основные трудности и обменяться мнениями о полученных результатах. Компьютерные уроки без указанной концовки, как показывает опыт, менее эффективны.

Заметим, что на первых уроках, возможно, следует выделять учащимся время на не запланированные вами эксперименты. Пусть они познакомятся даже с не относящимися к теме урока моделями (ведь на первых порах им всё интересно), иначе они обязательно будут пытаться делать это украдкой. После этого стоит обсудить с учащимися следующие вопросы:

Какие модели с их точки зрения самые интересные?

Что они узнали нового, поработав с той или иной моделью?

Какие опыты они поставили и какие получили результаты?

Варианты построения уроков с использованием электронного учебника

Электронный учебник используется при изучении нового материала и его закреплении (20 мин. работы за компьютером). Учащихся сначала опрашивают по традиционной методике или с помощью печатных текстов. При переходе к изучению нового материала ученики парами садятся у компьютера, включают его и начинают работать со структурной формулой и структурными единицами параграфа под руководством и по плану учителя.
Электронная модель учебника может использоваться на этапе закрепления материала. На данном уроке новый материал изучается обычным способом, а при закреплении все учащиеся 5-7 мин. под руководством учителя соотносят полученные знания с формулой параграфа.
В рамках комбинированного урока с помощью электронного учебника осуществляется повторение и обобщение изученного материала (15-17мин.). Такой вариант предпочтительнее для уроков итогового повторения, когда по ходу урока требуется «пролистать» содержание нескольких параграфов, выявить родословную понятий, повторить наиболее важные факты и события, определить причинно следственные связи. На таком уровне учащиеся должны иметь возможность поработать сначала сообща (по ходу объяснения учителя), затем в парах (по заданию учителя), наконец, индивидуально (по очереди).
Отдельные уроки могут быть посвящены самостоятельному изучению нового материала и составлению по его итогам своей структурной формулы параграфа. Такая работа проводится в группах учащихся (3-4 человека). В заключении урока (10 мин.) учащиеся обращаются к электронной формуле параграфа, сравнивая её со своим вариантом. Тем самым происходит приобщение учащихся к исследовательской работе на уроке, начиная с младшего школьного возраста.
ЭУ используется как средство контроля усвоения учащимися понятий. Тогда в состав электронного учебника входит система мониторинга. Результаты тестирования учащихся по каждому предмету фиксируются и обрабатываются компьютером. Данные мониторинга могут использоваться учеником, учителем, методическими службами и администрацией. Процент правильно решённых задач даёт ученику представление о том, как он усвоил учебный материал, при этом он может посмотреть, какие структурные единицы им усвоены не в полной мере, и впоследствии дорабатывать этот материал. Таким образом, ученик в какой-то мере может управлять процессом учения.

Учитель, в свою очередь на основе полученной информации также имеет возможность управлять процессом обучения. Результаты класса по содержанию в целом позволяю учителю увидеть необходимость организации повторения по этой или иной структурной единице для достижения максимального уровня обученности. Рассматривая результаты отдельных учащихся по структурным единицам, можно сделать аналогичные выводы по каждому отдельному учащемуся и принять соответствующие методические решения в плане индивидуальной работы.

Компьютером легко проследить динамику обучения ученика по предмету. Стабильно высокие результаты некоторых учеников даёт учителю возможность выстроить для них индивидуальную предметную траекторию.

Методическим объединениям и кафедрам учителей чаще интересны результаты мониторинга по содержанию. Они получают полную информацию об усвоении каждой структурной единицы учениками всей параллели. На основе таких данных выявляется материал, который вызвал затруднения у учащихся, что позволяет на заседаниях кафедр и в рамках творческих групп разрабатывать методические рекомендации по преодолению этих трудностей. Администрации школы система педагогического мониторинга позволяет отслеживать уровень знаний учеников по предметам, видеть его динамику, активизировать методическую работу педагогов по конкретным проблемам содержания образования, контролировать оптимальность учебного плана и на основе данных педагогического мониторинга осуществлять его корректировку.

Информационная технология открывает для учащихся возможность лучше осознать характер самого объекта, активно включиться в процесс его познания, самостоятельно изменяя как его параметры, так и условия функционирования. В связи с этим, информационная технология не только может оказать положительное влияние на понимание школьниками строения и сущности функционирования объекта, но, что более важно, и на их умственное развитие. Использование информационной технологии позволяет оперативно и объективно выявлять уровень освоения материала учащимися, что весьма существенно в процессе обучения.

Учёными было рассмотрено применение электронной техники для составления контрольных работ, моделирования физических процессов и явлений, компьютеризации физического эксперимента, решения задач и проведения количественных расчетов, разработки учащимися алгоритмов и программ действий на базе компьютеров, осуществления самоконтроля и стандартизированного контроля знаний.

Проблема темпа усвоения учащимися материала с помощью компьютера (проблема возможной индивидуализации обучения при классно-урочной системе).

В результате использования обучающих ППС происходит индивидуализация процесса обучения. Каждый ученик усваивает материал по своему плану, т.е. в соответствии со своими индивидуальными способностями восприятия. В результате такого обучения уже через 1-2 урока (занятия) учащиеся будут находиться на разных стадиях (уровнях) изучения нового материала. Это приведет к тому, что учитель не сможет продолжать обучение школьников по традиционной классно-урочной системе. Основная задача такого рода обучения состоит в том, чтобы ученики находились на одной стадии перед изучением нового материала и при этом все отведенное время для работы у них было занято. По-видимому, это может быть достигнуто при сочетании различных технологии обучения, причем обучающие ППС должны содержать несколько уровней сложности. В этом случае ученик, который быстро усваивает предлагаемую ему информацию, может просмотреть более сложные разделы данной темы, а также поработать над закреплением изучаемого материала. Слабый же ученик к этому моменту усвоит тот минимальный объем информации, который необходим для изучения последующего материала. При таком подходе к решению проблемы у преподавателя появляется возможность реализовать дифференцированное, а также разноуровневое обучение в условиях традиционного школьного преподавания.

На этане введения знаний учащийся переходит от полного отсутствия знаний но подлежащей изучению теме к овладению ими в первом приближении. С учётом упомянутой схемы этот переход должен осуществляться таким образом, чтобы у учащегося сложился общий, не дифференцированный каркас требуемого знания, некоторое общее представление о теме. Основная форма усвоения — вербальная, часто в виде учебных правил, решение задач играет преимущественно вспомогательную иллюстративную роль. Этап проходит при максимальной помощи со стороны учителя.

На этапе тренировки, состоящем в решении задач, вербальное знание переходит в умение и навык, приобретает четкость, определенность. Решение задач вращается в главное средство обучения происходит дифференцирование исходного знания, оно наполняется частными, деталями. Этот этап, значительно превосходящий первый по трудности длительности, осуществляется при минимальной помощи со стороны учителя или даже при полном ее отсутствии.

Компьютерное обучение возможно в принципе на обоих этапах, но целесообразно. Ho чаще всего на втором.

Решающим аргументом является тот факт, что личность учителя играет при введении знания огромную стимулирующую роль, для которой никакого эквивалента при компьютерном введении знаний не существует и в обозримом будущем принципиально не может появиться. База данных (память), на которую опирается учитель и которая включает не только знания, приобретенные в результате внешне организованного и, в известной мере, стандартизованного обучения, но также и неосознаваемый опыт, включающий продукты непроизвольной психической деятельности, несопоставимо богаче той, что может быть в распоряжении компьютера. На этапе тренировки, где преобладает самостоятельная работа учащихся, значимость этого фактора близка к нулю.

Компьютерная тренировка позволяет устранить давно известный недостаток школьного обучения, состоящий в том, что оно часто остается более или менее незавершенным, поскольку осуществляется преимущественно на уровне этапа введения знания. Учебный процесс строится обычно по принципу матрешки, т.е. усвоение последующей темы требует уверенного владения предыдущей, вплоть до умения решать задачи. Но школьных ресурсов на тренировку не хватает, и для многих учащихся обучение сводится к порождению цепочки не полностью усвоенных тем.

Весьма существенно, что автоматизация тренировки позволяет гарантировать усвоение адекватного знания и исправление ошибок, возникших на предыдущем этапе. При изучении физики для этого может использоваться методика диагностирования психологических причин ошибок, применимая, возможно, и для других предметов.

Сегодня в педагогике и психологии большое внимание уделяется вопросу развития в процессе обучения творческих способностей учащихся. Здесь мы исходим из того, что тренировка — один из необходимых и важнейших средств обеспечения высокий эффективности обучения и развития творческого потенциала учащихся.

Для решения проблемы соотношения “компьютерного” и “человеческого” мышления необходимо наряду с информационными методами обучения применять и традиционные. Используя различные технологии обучения, мы приучим учащихся к разным способам восприятия материала: чтение страниц учебника, объяснение учителя, получение информации с экрана монитора и др.. С другой стороны, обучающие и контролирующие программы должны предоставлять пользователю возможность построения своего собственного алгоритма действий, а не навязывать ему готовый, созданный программистом. Благодаря построению собственного алгоритма действий ученик начинает систематизировать и применять имеющиеся у него знания к реальным условиям, что особенно важно для их осмысления.

Информационная технология позволит учащимся осознать модельные объекты, условия их существования, улучшая, таким образом, понимание изучаемого материала и, что особенно важно, их умственное развитие. Следует отметить, что компьютер, как педагогическое средство, используется в школе, как правило, эпизодически. Это объясняется тем, что при разработке современного курса физики не стоял вопрос о привязке к нему информационной технологии. Применение компьютера, поэтому, оказывается целесообразным лишь при изучении отдельных тем, где имеется очевидная возможность вариативности. Для систематического использования информационной технологии в процессе обучения необходимо переработать (модернизировать) весь школьный курс физики.

При планировании уроков необходимо найти оптимальное сочетание таких программ с другими (традиционными) средствами обучения. Наличие обратной связи с возможностью компьютерной диагностики ошибок, допускаемых учащимися в процессе работы, позволяет проводить урок с учетом индивидуальных особенностей учащихся. Контроль одного и того же материала может осуществляться с различной степенью глубины и полноты, в оптимальном темпе, для каждого конкретного человека. Таким образом, предполагается, что информационную технологию наиболее целесообразно применять для осуществления предварительного контроля знаний, где требуется быстрая и точная информация об освоении знаний учащимися, при необходимости создания информационного потока учебного материала или для моделирования различных физических объектов.

Blog

Методика использования компютера выдержки из проекта введение

Содержание