Компьютерная поддержка уроков физики
из опыта работы
Ильясовой Т.В.,
доцента кафедры теоретической физики и информационных систем в образовании ОГПУ

Представила: Груздова Е.А., заведующая УМК физики ООИПКРО.
Дата: 7.04.10 г.

Категория потребителей подготовленного материала: учителя физики области

Цель: создание дидактически активной среды на уроках, способствующей продуктивной познавательной деятельности в ходе усвоения нового материала и развитию мышления учащихся, с помощью компьютера.

Сущность опыта

Компьютер на уроке позволяет учителю-предметнику реализовать в обучении современные технологии. При этом персональный компьютер (ПК) на уроке следует рассматривать как современное техническое средство обучения, помогающее учителю решать насущные задачи активизации познавательной деятельности и развития нестандартного, творческого мышления учащихся.

Особенности методической системы

Принятие компьютера на уроке в качестве ТСО по-новому расставляет педагогические приоритеты. На первом месте не должна стоять техническая сторона внедрения компьютеров. Хотя наличие мощного компьютера преподавателя с локальной сетью ученических ПК - необходимое условие реализации идеи. Большее значение имеет качество создаваемых (используемых) учебных программ, простота их включения в урок, возможность сочетания с другими средствами обучения. При этом важно понять, что никакое, даже самое совершенное средство, не может обеспечить всех задач обучения и тем более воспитания. Для каждого средства имеется своя педагогическая ниша. Цель применения компьютера на уроке физики - создание дидактически активной среды, способствующей продуктивной познавательной деятельности в ходе усвоения нового материала и развитию мышления учащихся.

Использование специального мультипроектора позволяет проецировать изображение на большой экран не только с компьютера, но и видеомагнитофона, видеокамеры. Что обеспечивает важное условие развивающего обучения, сформулированное известным психологом В.В. Давыдовым. При формировании научных понятий выход на теоретический уровень обобщения обеспечивается сочетанием коллективно-распределённой учебной деятельности и непосредственного взаимодействия учителя со всем классом.

Содержательно компьютерная поддержка урока физики может быть разнообразной:

- видео-, и анимационные фрагменты-демонстрации физических явлений, классических опытов, технических приложений (их источниками могут служить всевозможные компьютерные программы по физике, сайты Internet; но они не должны подменять живые демонстрации на уроке!);

- материалы для тестового контроля (итогового, рубежного и особенно - диагностического);

- комплекты задач для самостоятельной и групповой работы, с образцами решений и возможностью проверки результатов компьютерным экспериментом;

- проведение компьютерных лабораторных работ (обучающая программа "Открытая физика");

- использование в лабораторных работах встроенных математических программ вычисления результатов, построения графиков, расчёта погрешностей;

- создание физических моделей технических устройств и процессов в специальных средах, развивающих интуитивное мышление (обучающая программа "Живая физика");

- включение в ход урока исторического, справочного, табличного материала;

- наборы нестандартных, творческих заданий креативного типа, для которых ребятам требуется дополнительный поиск и преобразование информации;

- анимационные рисунки, логические схемы, интерактивные таблицы и т.п., используемые в ходе объяснения, закрепления, систематизации изучаемого.

Творческим заданием для учащихся может быть создание слайдов (опорных конспектов) к учебным темам. Работа над ними позволяет ребятам не только глубже понять материал, но и сформировать дополнительные умения пользователя встроенными в компьютер программами.

Наряду с традиционным контролем, оценивающим конечные результаты обучения, компьютер позволяет организовать контроль самого процесса обучения. Такой контроль осуществляет диагностику хода усвоения материала учащимися. И цель у него другая: коррекция процесса дальнейшего обучения. Поэтому диагностический контроль должен быть на каждом уроке, распределён во всех видах учебной деятельности, небольшой по объёму, но в интересной для ребят форме, и, желательно, - безоценочный, чтобы не боялись. Такого рода контроль формирует у школьников механизм внутреннего самоконтроля, мотивацию учения. Главной частью урока становится закрепление нового, только ещё становящегося материала ("учить на уроке!"). Наиболее простой и распространённой формой диагностического контроля являются тесты. Компьютерный вариант тестов реализуется просто, нет проблем в немедленном обсуждении ответов. Анимация позволяет предъявлять тесты по частям, в необходимом темпе, предъявлять в конце верные ответы.

Мы сознательно разделяем понятия "компьютерный урок" и "компьютерная поддержка урока". Компьютерный урок характерен для специфического предмета - информатики, - где компьютер является не только необходимым средством обучения, но и непосредственно объектом изучения.

Для других школьных предметов ПК служит полифункциональным средством обучения, подчеркнём, реализующим свои дидактические возможности только при высоком качестве учебных программ и профессионально грамотной организации учителем познавательной деятельности учащихся.

Результативность опыта

Покажем на конкретном примере темы 7 класса по физике "Атмосферное давление", как можно организовать компьютерную поддержку уроков. Серия слайдов предполагает их использование на разных этапах уроков и в разных формах учебной деятельности. Обязательно сочетание с демонстрационным экспериментом!

Данный раздел полностью посвящён свойствам газа - воздуха, точнее - воздушной оболочке нашей планеты. Познавательная трудность темы для учащихся в том, что воздух невидим, очень лёгок, в силу чего большинство школьных экспериментов - косвенные, доказывающие свойства газа опосредованно, через логические рассуждения.

Поэтому каждый из слайдов составляет звено дискурсивного (рассудочного) способа познания, организуемого и направляемого учителем. Объективность и достоверность обеспечивается тщательно подобранным демонстрационным экспериментом, реализующим теоретические рассуждения.

Слайд 1. Мотивационный кадр. Даётся информация к размышлению: сообщается примерная масса воздушной оболочки Земли, подчёркивается тот факт, что мы находимся на дне воздушного океана. Как следствие, возникают познавательные вопросы (с помощью учащихся они формулируются). Анимация позволяет, суммируя, предъявить их чуть позже. Ответы предстоит найти в разделе "Атмосферное давление", и возвратиться к этому проблемному кадру в конце изучения темы, при систематизации знаний.

Слайд 2. Называются опыты, подтверждающие существование атмосферного давления. Все они достаточно просто выполняются на уроке. После демонстраций их анализ проводится на фоне слайда, служащего чувственной опорой мысли учащегося. Ребятам рекомендуется проделать возможные для них опыты в домашних условиях. ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: для многих опытов можно использовать пластиковые бутылки, детские пневматические и гидравлические игрушки.

Слайд3. Пустой. Его можно составить самому учителю, используя встроенную в компьютер программу Power Point. Лучше: придумать содержание вместе с учащимися (Конкурс "Любознайка").

Слайд 4. Тест - 5 "Проверь себя!" Служит для самоконтроля и диагностирует понимание того, почему атмосфера не улетучивается от Земли, и базового опыта поднятия воды вслед за поршнем. Анимация текста позволяет учителю предъявлять его по частям. Обсуждение верных ответов, анализ причин ошибок делает данный тест обучающим, мотивирующим дальнейшее изучение материала, корректирующим понимание.

Слайд 5. Проблемный кадр "Как измерить величину атмосферного давления?" На конкретной познавательной проблеме позволяет показать общий метод разрешения познавательной ситуации. Анимация кадра обеспечивает поэтапное движение мысли учащихся к схемам опыта О.Герике и Э. Торричелли.

Слайды 6 - 7. Воспроизводят классические опыты О.Герике и Э.Торричелли. Ребятам предлагается провести количественные расчёты результатов опыта Герике, и ответить на эвристические вопросы, рассчитанные на углублённое понимание сути этих трудных для осмысления учащимися опытов.

Слайд 8. Содержит проблемный вопрос о результатах опыта Торричелли на Луне. Стиль вопроса провоцирует ребят на неверный ответ и служит психологически средством акцентирования внимания учащихся на том факте, что опыт возможен при наличии у планеты атмосферы. Уместно здесь вспомнить, на каких планетах Солнечной системы есть (нет) атмосфера и её роль в жизни планеты.

Слайд 9. "Подумай и ответь!" Кадр предназначен для закрепления понятия "нормальное атмосферное давление" и единиц измерения: 1мм рт.ст. и 1Па. Здесь же предлагается рассчитать высоту столба воды при нормальном атмосферном давлении. Такая задача необходима перед изучением темы "Насосы".

Слайд 10. Можно использовать для самостоятельного расчёта учащимися высоты столбов разных жидкостей в барометрах. Неудобство жидкостных барометров становится очевидным. Мотивирован переход к изучению барометра - анероида.

Слайд 11. Тест - 6 "Проверь себя!" Контрольный тест. Анимация текста регулирует скорость его подачи. После завершения контроля показать верные ответы и обсудить причины ошибок.

Слайд 12. Графическая задача для самостоятельной работы Знакомит с практикой мониторинга атмосферного давления на метеостанцииях. Предлагается серия вопросов-заданий по данным графика. Очень ценна экскурсия на ближайшую станцию наблюдения за погодой. Там же можно увидеть радиозонды (далее - тема "Воздухоплавание").

Слайд 13. Проблемный кадр: "Как изменяется атмосферное давление с высотой?" Главную роль в кадре играет анимация. По щелчку ЛМ учитель предъявляет фрагменты текста, каждый из которых сопровождается расчётами учащихся "в уме". Такая тактика позволяет большинству ребят почти интуитивно производить расчёты для небольших высот, не прибегая к математической записи. Правильная математическая и физическая запись решения для семиклассников создаёт дополнительные трудности, вследствие чего эти расчёты выводятся за рамки обязательных знаний. А в жизни - они необходимы, тем более, прибор для измерения высоты - альтиметр - вводится и с ним многие учащиеся знакомы.

Слайд 14. Тест - 7 "Проверь себя!" Контролирует понимание сути опыта Торричелли и применение барометров разного типа в космических условиях. Можно использовать в режиме взаимоконтроля (работы в парах).

Слайды 15 - 16. Посвящены манометрам. Предлагается провести расчёты на основе задач - рисунков. Задания повышенной сложности. Их можно дифференцировать: всем - устные ответы, а отдельным сильным учащимся - расчёты (по ртутному и водяному манометрам). Полученные количественные расчёты обсудить вместе.

Слайд 17. Устройство и действие поршневого насоса. Анимация позволяет показать его в действии. Щелчок ЛМ вводит название и нумерацию деталей насоса, а затем - эвристические вопросы: 1) на какую высоту можно поднять воду? и 2) почему вода подаётся порциями? Второй вопрос нужен для перехода к конструкции насоса с воздушной камерой. Его устройство разбирается в учебнике (или изготавливается транспарант для графопроектора). Кадр "работает" на формирование умений отвечать по обобщённым планам ответов.

Слайд 18. Представляет собой сканированное изображение разных видов насосов (из задачника В.И. Лукашика). Качество изображения невысокое, детали видны плохо, поэтому желательно обсудить область применения и принципиальные отличия.

Слайды 19, 20, 22. "Попробуй объяснить!" Предлагаются задачи - рисунки из разных пособий и серия эвристических вопросов к ним. Развиваются умения " видеть физику вокруг нас", т.е. объяснять окружающую жизнь с физических позиций.

Слайд 21. Тест - 8 "Проверь себя!" Оценивается знание приборов, использующих атмосферное давление. Текст анимирован. Можно провести в форме взаимоконтроля. Затем результаты обсудить.

Слайд 23. Составьте сами! Для этого скопируйте слайды с CD в свой компьютер и с помощью программы Power Point выполните рисунки и текст, введите анимацию.

Можно использовать сканированные рисунки, обработав их в программе Microsoft Photo Editor. Если Вы умеете работать с программой Flash 6 MX, то можете создавать динамические модели, подобно представленному в этом комплексе насосу. Программа Digimax viewer позволяет включить в содержание слайдов снимки, выполненные цифровым фотоаппаратом. Специальная кнопка управления (в стандартном списке кнопок - первая, без обозначений) позволяет расширить информационные и деятельностные возможности отдельного кадра, вводя гиперссылку на любой файл из памяти вашего компьютера.

К настоящему, нами созданы компьютерные слайды для 7 – 8 кл. по темам:

«Давление в жидкостях и газах», «Тепловые явления», «Электрические явления». С ними можно ознакомиться на нашем сайте: http://tco-physics.narod.ru

 

Рекомендации по использованию опыта:

Какой должна быть тактика использования компьютерных учебных материалов? Продолжительность работы за компьютером разумно ограничить на уроке 10 - 15 мин., в 2 - 3 приёма. Частое кратковременное обращение в ходе урока к компьютерным программам, поддержанным другими, привычными средствами обучения, снимает у ребят "синдром компьютерной тревожности". Это боязнь работы с компьютером, нерешительность в действиях с ним, что крайне важно преодолеть человеку ещё в школьные годы.

Особые требования, на наш взгляд, должны предъявляться к качеству используемой наглядности. В современном понимании наглядность должна быть интеллектуальна, то есть через чувственно-образную форму усиливать, подчёркивать теоретическую сущность изучаемого. Новое теоретическое содержание учащиеся выявляют в ходе организованного учителем активного восприятия компьютерного материала. При этом учитель своим словом, умело поставленным вопросом направляет восприятие и мысль ребят к нужным теоретическим выводам. Экранная форма компьютерной (и аудиовизуальной) информации даёт редкую пока возможность учителю и классу совместного наблюдения и размышления над фактами, поиска выхода из проблемных учебных ситуаций, сопереживания драматическим моментам истории науки, позволяет по ходу усвоения обсудить актуальность и значимость изучаемого материала.

 

ИПКиППРО ОГПУ

Банк_педагогической_информации