використання ІКТ для підвищення ефективності процесу навчання фіики

ВИКОРИСТАННЯ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ДЛЯ

 ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ПРОЦЕСУ НАВЧАННЯ ФІЗИКИ.

 

Осікова Олена Михайлівна

Вчитель фізики вищої кваліфікаційної категорії

Музиківської ЗОШ І-ІІІ ступенів.

         Двадцять перше століття кидає виклик усьому, що нас оточує. Людство сьогодні перебуває в технологічній фазі науково-технічної революції, коли стрімко міняється техніка й технології, і щоб встигнути за запаморочливими новинками, щоб не відчувати себе викинутим за борт сучасного життя, треба постійно вчитися. «Навчання» стає категорією, яка супроводжує людину протягом усього життя. Основна мета цього етапу – інформатизація всіх сторін життя. Освіта є інформаційним процесом і тому використання сучасних технологій навчання із застосуванням комп’ютера особливо важливе. Традиційні форми навчання поступово змінюються новітніми технологіями, спрямованими на формування навичок та умінь, що відповідають вимогам суспільства. Змінюються цілі та завдання, що постали перед сучасною освітою в інформаційному суспільстві, поступово на зміну традиційній системі навчання приходить особистісно-орієнтована, традиційні методи змінюються інноваційними, що передбачають зміщення акцентів у навчальній діяльності, її спрямування на інтелектуальний розвиток учнів за рахунок зменшення долі репродуктивної діяльності. Навчальний процес сьогодні повинен бути орієнтований на особистість учня і враховувати його індивідуальні особливості та здібності. У зв’язку з цим зрозуміло, що в основній школі назріла гостра необхідність в адаптації вчителів до нових умов роботи, ролей і мети, що швидко змінюються. Адже на уроці в комп’ютерному класі вчитель виступає вже не в ролі розповідача, а стає для своїх учнів швидше помічником й інструктором.      

            Як зазначається в Національній доктрині розвитку освіти України у     ХХІ столітті, одним з пріоритетів розвитку освіти є впровадження сучасних інформаційних технологій, які розширюють можливості учнів щодо якісного формування системи знань[3], умінь і навичок, їх застосування у практичній діяльності, сприяють розвитку інтелектуальних здібностей до самонавчання, створюють сприятливі умови для навчальної діяльності учнів і вчителя.

         Основною метою використання інформаційних комп’ютерних технологій (ІКТ) у навчально-виховному процесі ЗНЗ є розвиток мислення і творчих здібностей учня. Багаторічні психолого-педагогічні експерименти В.В.Давидова, Д.Б.Ельконіна, А.В.Занкова та інших показали, що учні здатні засвоювати значно складніший матеріал за більш короткий термін, ніж вважалося до останнього часу. Використання ІКТ допомагає учневі водночас розглядати об’єкт у кількох аспектах. Аналіз і синтез, абстракція і узагальнення виступають у наочно-діяльнісному і словесно-логічному плані та їх різноманітних співвідношеннях. Завдяки цій властивості  ІКТ дають змогу не тільки стежити за перебігом мислення учня, а й формувати його розумові операції.

         Використання ІКТ ґрунтується на ідеях Концепції Національної Програми інформатизації [2] , де підкреслюється, що «інформатизація освіти спрямовуватиметься на формування та розвиток інтелектуального потенціалу нації, удосконалення форм і змісту навчального процесу, впровадження комп'ютерних методів навчання та тестування, що дасть можливість вирішувати проблеми освіти на вищому рівні з урахуванням світових вимог. Серед них - індивідуалізація навчання, організація систематичного контролю знань, можливість враховувати психофізіологічні особливості кожної дитини тощо. Результатами інформатизації освіти мають бути: розвиток інформаційної культури людини (комп'ютерної освіченості); розвиток змісту, методів і засобів навчання до рівня світових стандартів»

         Із збільшенням кількості комп’ютерів в школах зростає їх роль як ефективного засобу підвищення результативності навчання при застосуванні їх як нового засобу навчання. При цьому комп’ютер може бути використаний і для автоматизації робочого місця вчителя (АРМ учителя) і як засіб навчання тих, хто вчиться. Його застосування дозволяє підвищити інтелектуальний рівень учнів і полегшує вирішення практичних задач. Основні напрямки застосування комп’ютерної техніки на уроках фізики:

o    інформаційна система, що допомагає вирішувати різні питання;

o    джерело інформації для розробки творчих проектів;

o    для суттєвого розширення наочності навчання;

o    оперативний контроль за засвоєнням знань і умінь;

o   інтерактивне навчання в індивідуальному режимі;

o   мультимедійний супровід пояснення нового матеріалу(презентації, відеозаписи реальних лекцій, навчальні відеоролики, комп’ютерні моделі фізичних експериментів;

o   обробка учнями експериментальних даних (побудова таблиць, графіків, створення звітів);

o   використання на уроках і при підготовці до них інтернет-ресурсів.

Застосування комп’ютерів як засобу навчання підвищує мотивацію навчання за рахунок інтересу учнів до діяльності, пов’язаної з комп’ютером.

         Сучасний учитель займається різними видами професійної діяльності: викладацькою, виховною, науковою, методичною, управлінською. Залежно від того або іншого виду діяльності існують різні можливості використовувати комп’ютерні або інформаційні технології, що дають можливість отримувати, передавати, систематизувати, обробляти інформацію, а також здійснювати комунікацію між колегами, учнями, їх батьками і так далі.          Щоб іти в ногу з часом, учитель повинен володіти основами інформаційних технологій, мати уявлення про найбільш поширену в даний час операційну систему Windows, уміти працювати в поширених комп’ютерних програмах, зокрема, Microsoft Word, Ехсеl, РоwerPoint і низкою інших спеціалізованих програм, пов’язаних з предметною діяльністю вчителя, користуватися Інтернетом, а також уміти використовувати знання учнів про комп’ютер, котрі останні отримують на уроках інформатики.

При проведенні навчальних занять з використанням інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ), мета навчання орієнтує не на передачу програмних знань, а на формування узагальнених способів виконання діяльності на прикладі рішення пізнавальних завдань з використанням ІКТ. Тому функції учителя на уроці перемикаються на виконання наступної системи дій:
1) допомагати учням виділяти проблему;

2) спонукати до формулювання навчальної мети, навчальної задачі;

3) організувати учнів на пошук раціонального способу вирішення навчальної задачі;

4) забезпечити необмежений доступ до інформації, використовуючи всесвітні бази даних і ресурси мережі Інтернет;

5) допомагати аналізувати і відбирати достовірну інформацію;
6) допомагати складати програму дій на основі обраного способу;
7) допомагати підбирати засоби для виконання окремих операцій;
8) допомагати самостійно виконати діяльність у відповідності з складеною програмою;
9) організувати учнів на контроль за правильністю виконання своїх дій;
10) організувати учнів на створення власного освітнього продукту;
11) допомагати учням побачити їх власний «ріст», внутрішній освітній продукт;
12) допомагати учням у публічному захисті створеного зовнішнього освітнього продукту;
13) спонукати учнів до рефлексії, аналізу отриманого результату, формулювання висновків і узагальнень;
14) допомагати учням сформулювати цілі щодо подальшої навчальної діяльності, з опорою на досягнуті результати.

Інформаційна культура вчителя - це система інтеграційних взаємодій між розвитком інформаційної грамотності відповідно до сучасних досягнень науки і техніки, розвитком інформаційного досвіду, де головним критерієм виступає на базі одержаної інформації потенціал продукування нової науково корисної інформації, що становить певний рівень інформаційної компетентності спеціаліста. Інформаційна культура вчителя дає йому можливість самореалізації у процесі творчої інформаційної діяльності через використання інформаційних технологій, готує до самостійного продовження своєї освіти.

Інформаційна культура вчителя має орієнтуватися на такі цілі [4]:

-          набуття досвіду використання ІКТ для підтримки навчального      процесу;

-          професійний розвиток;

-          взаємодію з іншими вчителями;

-          використання програмних засобів для вдосконалення професійних навичок;

-          використання засобів дистанційного навчання;

-    використання ІКТ з метою пошуку інформації для того, щоб задовольнити професійні та особисті інтереси;

-          адміністрацію - моніторинг процесу навчання тощо.

Оскільки на сьогоднішній день в нашому навчальному закладі не можливо створити середовище «1 учень – 1 комп’ютер» у своїй роботі вчителі - предметними надають перевагу впровадженню таких технологій: 
• Мультимедіа (проекти, презентації);
• ППЗ (електронні підручники);
• окремі типи файлів (зображення, відео -, аудіо анімації);
         Використання мультимедійних засобів, а саме - проектного методу при навчанні передбачає декілька основних напрямків реалізації педагогічної діяльності. Особливістю даного методу являється можливість використання його на всіх етапах процесу навчання; формалізована модель змісту, статистична, текстова, графічна, ілюстративна інформація; індивідуальна допомога учневі. Цей метод має багато переваг перед традиційними, оскільки, працюючи над проектом, учні діють не шаблонно, а знаходять власний шлях розв’язання поставленої задачі, вчаться користуватися різними джерелами інформації, переробляти її та відбирати найголовніше. Учень під час створення проекту(презентації) повинен розробити план викладу матеріалу, конкретизувати матеріал ілюстраціями та ключовими словами або текстом, встановити логічний зв'язок між слайдами, зробити висновки. На  уроках використовуються публікації, веб-сайти, опорні конспекти, виконані з використанням комп’ютера. Підготовка до захисту готового проекту вимагає відпрацювання вміння представити отримані результати в такій формі, щоб вони були цікаві і зрозумілі слухачам. Таким чином, робота з проектної системи вирішує багато педагогічних завдань: створення позитивної мотивації в процесі навчання (забезпечується інтересом до обраної теми проекту, можливістю спробувати свої сили в самостійній творчій роботі та демонстрації результатів перед компетентною аудиторією); формування навичок розумової праці, узагальнених інтелектуальних вмінь у процесі пошуку інформації; вироблення прийомів колективної праці, розвиток письмового і усного мовлення, оскільки результати роботи представляються у вигляді ілюстративного матеріалу та тексту, а сам проект захищається в усній формі перед аудиторією.

         Використання мультимедійних технологій свідчить, що їх упровадження підвищує ефективність засвоєння матеріалу, інтенсифікує процес навчання, стимулює інтерес учнів як до знань, так і до процесу їх отримання. Важливість застосування мультимедійних засобів полягає в тому, що вони вносять в урок "цікаву новизну", яка за своїм змістом і формою викладу дає можливість відтворити за короткий час значний за обсягом матеріал, а також по-новому його з'ясувати, викликати в учнів нові образи, поглибити здобуті знання.

 

Фрагмент уроку «Розвиток енергетики»:

          …У класі тихо звучить музика, учні розсаджуються по групах біля комп’ютерів. Поділ на групи доцільно зробити на попередньому уроці, а кожній групі дати домашнє завдання: знайти й опрацювати матеріали по даним питанням. Поділ на групи можна проводити різними способами. Повідомляється тема і мета уроку.

         2. Учитель фізики презентує проект „Світ шукає енергію ”

Енергія – не тільки одне з найчастіше обговорюваних сьогодні понять, крім свого основного фізичного ( природничо-наукового) змісту, воно має численні економічні, технічні, політичні й інші аспекти. Енергія є основою життя людського суспільства, і його прогресивний розвиток пов’язаний з безпосереднім зростанням енергоспоживання. 

n  Протягом сторіч ступінь використання джерел енергії залишалася низькою – домашні тварини, сила власних рук, вітри, води. Йшов час. Люди навчилися одержувати тепло ( 80-150 тисяч років тому), використовувати водяну енергію ( запуск першого млина з колесом, що приводиться в рух водяним потоком відноситься до початку нашого літочислення).

n  В 1470 році був спущений на воду перший великий чотиримачтовий корабель, близько 1500 року геніальний Леонардо да Вінчі запропонував дуже дотепну модель ткацького верстата, проект спорудження літаючої машини. Згадаємо такі імена гігантів на шляху наукового прогресу людства як І.Ньютон, Лейбниц, Едвард Сомерсет, Джеймс Уатт, Роберт Фултон

    ( перший пароплав). Всі механізми і машини вимагали „палива ”, джерел                  енергії.

n  Розвиток техніки вимагав більше енергії, використаної далі від її джерела. Електричну енергію легко передавати на великі відстані і використовувати для різноманітних цілей.

n  У таблиці приведена наближена оцінка процентної частки окремих джерел енергії в різні періоди розвитку людства.

n  Енергія – слово грецьке, означає в перекладі діяльність. Терміном „енергія ” позначають єдину скалярну міру різних форм руху матерії. Енергія – це, по суті справи, енергетичний потенціал ( а робота – це та частка потенціалу, що дає корисний ефект). Прогноз росту потреби в енергії найчастіше пов’язують з ростом чисельності населення Землі. При цьому припускають, що на кожного жителя рівень отриманої енергії буде також збільшуватися

n  ( на кожного жителя Землі припадає близько 29 МВт год енергії в 2000 році). Треба замітити, що в розвинутих країнах – 10 кВт на одну людину, а в країнах, що розвиваються, споживається значно менше, 2 кВт на людину. Більшість експертів припускають, що чисельність населення Землі і споживання енергії повинні стабілізуватися на якомусь рівні і що відбудеться це в кінці ХХІ сторіччя ( до 10¹⁰кВт).

n  Прогнозується виснаження до середини - кінця наступного сторіччя запасів нафти, природничого газу й інших традиційних енергоресурсів, а також скорочення вживання вугілля через шкідливі викиди в атмосферу ( по розрахункам, твердого палива повинно вистачити на 300 років) і ядерного палива ( якого вистачить не менше ніж на 1000 років).

n  Ресурси практично невичерпні! А потреби? Очевидно, вони повинні відповідати не тільки земним, але і потребам космічного будівництва, космічних повідомлень, освоєння Місяця, планет, астероїдів та інших космічних тіл. Світ заповнений енергією, що може бути використана для здійснення роботи різного характеру. Енергія може знаходиться в людях і тваринах, у каменях і рослинах, у викопному паливі, деревах і повітрі, у ріках і озерах, а ми, у свою чергу, розглянемо способи витягу цієї енергії і її перетворень.   

                                                                        

      

 

 

 

  

 

               

 

На цьому етапі уроку ми працюватимемо таким чином. На попередньому уроці ми з вами утворили групи, кожна з яких отримала домашнє завдання з таких тем:

  - Перспективи використання вітрової енергії

  - Використання гідроресурсів

  - Сонце – джерело енергії

  - Атомна енергія

  - теплоелектростанції, їх вплив на навколишнє середовище

  - Альтернативні джерела енергії.

До повідомлень, які ви підготували вдома, отримаєте ще додаткову інформацію. Ваше завдання: опрацювати цей матеріал, обговорити його, скласти план презентації вашого проекту та підготувати її на комп’ютері. Зверніть увагу на переваги та недоліки різних джерел енергії, їх застосування у нашому регіоні, тобто на Херсонщині, та на їх вплив на екологію.

2.Вчитель інформатики: Комп’ютерну презентацію створюємо за допомогою програми MS Power Point.

- Як завантажити програму? (Пуск/Програми/MS PowerPoint або на панелі задач)

- Як додати новий слайд? (Вставка / Новий слайд)

- Як застосувати шаблон оформлення презентації? ( Формат / Застосувати шаблон оформлення)

- Як переглянути створену презентацію? ( Показ / Начать показ)

- Як створити ефект анімації? (Виділяємо об’єкт та вибираємо ефект на панелі анімацій).

- При створенні презентації можна користуватися інструкцією.

По закінченню роботи над завданнями учні презентують свої проекти….

         Основною і необхідною складовою ІКТ є педагогічні програмні засоби (ППЗ). На даний час існує велика кількість навчальних програмних засобів. Серед усіх варто виділити продукт «Квазар-мікро», який використовується як для проведення фронтального експерименту, так і для виконання лабораторних робіт. Але ніякий комп’ютер не замінить реальний фізичний експеримент, тому до використання комп’ютера для проведення лабораторних робіт слід підходити обережно. Навчальні програми з фізики змінюються значно швидше, ніж обновлюється чи створюється нове програмне забезпечення. Однак це не означає, що потрібно відмовлятися від використання ППЗ з фізики.

«Бібліотека електронних наочностей» разом з «Віртуальною фізичною лабораторією» дозволяють комплексно підходити до викладання навчального матеріалу з фізики, використовуючи конструктор уроків. «Електронний задачник» для 7-8 класів дозволяє персонально (при використанні мережі) підійти до розв’язування задач і виявити можливі прогалини  в знаннях  учнів. Також особливої уваги заслуговує ППЗ «Дрофа», «Репетитор», «Илекса», але використання їх обмежене через російськомовний інтерфейс та озвучення.

Використання ППЗ на уроках фізики  необхідне, але завжди (коли це можливе) в комплексі з реальними дослідами, тому що фізика – наука експериментальна. Не слід зловживати ППЗ і перетворювати реальний експеримент на віртуальний. Будь-яке ППЗ, яке б воно добре не було, повинно мати межі свого використання, а тому не слід зациклюватися тільки на ньому, необхідно використовувати й інші методи навчання. Використання на уроках ППЗ сприяє підвищенню інтересу учнів до уроку як способу одержання інформації, піднімає навчальний процес на рівень досягнень сучасної науки, дозволяє покращити наочність навчального матеріалу. 
Поєднання ППЗ і традиційних методів викладання предмету дають бажаний результат: високий рівень засвоєння фундаментальних питань і усвідомлення їх практичного застосування.

         Для прикладу розглянемо методику вивчення броунівського руху з використанням ППЗ «Фізика-10»:

1.     Повідомити історичні відомості про відкриття броунівського руху.

2.     Запропонувати учням означення броунівського руху прочитати в електронному та паперовому підручниках, порівняти їх, виділити головне. На основі його структурно-логічного аналізу повторити складові елементи знань: безперервний хаотичний рух, сила тяжіння, розчин.

3.     Пояснити явище на основі анімаційної моделі броунівського руху та відеофільму «Спостереження броунівського руху в мікроскоп».

4.     На основі анімаційної ілюстрації разом з учнями з’ясувати причини броунівського руху та його закономірності.

5.     Звернути увагу на слайди з практичним застосуванням знань про броунівський рух (екологічні проблеми).

Електронні підручники мають ряд переваг перед традиційними:
• Дають можливість продемонструвати процеси, явища, події про які на традиційних уроках ми говоримо, звертаючись лише до уяви учнів, спираючись на їх абстрактне мислення;
• На будь якому етапі уроку можна легко повернутися до попереднього моменту (уроку), повторити певний епізод;
• Більшість ППЗ містять іменні покажчики та словники, що дає змогу при необхідності швидко повторити ( пригадати) поняття, принципи, процеси, провідні ідеї що вивчалися раніше;
• Яскраві образи без надмірних зусиль надовго запам’ятовуються.
• Використання ППЗ дає можливість синтезувати вербальну, візуальну, звукову та рухову інформацію, поєднувати абстрактно-логічні та предметно-образні форми наочності, підвищувати мотивацію навчання за рахунок єдності пізнання та розваги, емоційності та образності форми викладу навчального матеріалу.
         Впровадження в структуру уроку елементів мультимедіа дозволяє здійснити одночасну передачу різних видів інформації. Як правило це означає поєднання тексту, звуку, графіки, анімації та відео. Більшість процесів і об’єктів в ППЗ можуть бути представлені в динаміці їхнього розвитку, а також в вигляді 2-х або 3-х мірних моделей, що викликає в спостерігачів (учнів) ілюзію реальності процесів, що зображуються. Запам’ятовування інформації відбувається таким чином: якщо сприймається лише слухова інформація, то засвоюється 20% матеріалу; якщо інформація отримується лише за допомогою зору, то запам’ятовується до 30% матеріалу. За умови комбінованого поєднання слухового та зорового каналів інформації людина спроможна швидко засвоїти до 60% отриманої інформації. Таким чином, використання мультимедіа сприяє кращому вивченню навчальної інформації на уроках.

         Отже, на сучасному етапі розвитку шкільної освіти проблема застосування комп’ютерних технологій на уроках фізики набуває дуже великого значення. Комп’ютер  в руках учителя стає дуже ефективним технічним засобом навчання. Одночасно впливаючи на зоровий та слуховий аналізатори  він оперативно відповідає на дії користувача, підтримуючи справжній зворотний зв'язок, тобто працює в інтерактивному режимі. Все це дозволяє: вивести сучасний урок на якісно новий рівень. Проведення уроків при комплексному застосуванні традиційних та мультимедійних технологій забезпечує набуття учнями не тільки глибоких та міцних знань, а й вміння розвивати інтелектуальні, творчі здібності, самостійно набувати нових знань та працювати з різними джерелами інформації.

 

Бібліографія

1.Використання інформаційних технологій на уроках фізики. //Бібліотека журналу Фізика в школах України. – Основа, 2007.

2. Державний стандарт базової і повної загальної середньої освіти.

3. Національна доктрина розвитку освіти.

 4. Значенко О.П.  Інформаційні вміння майбутнього педагога.  // Імідж сучасного педагога, 2004, № 4 (43), ст. 49-50.

5. Карпова Л.Б. Використання персонального комп’ютера на уроках фізики. //Фізика в школах України. – Основа, 2008, №17, 32ст.

6. Савгира С.М. Використання ІКТ на уроках фізики. //Фізика в школах України. – Основа, 2010, №18, 40ст.

7. Педагогічний програмний засіб «Бібліотека електронних наочностей  «Фізика 10-11 кл.» // Автори сценарію: Чалий О.В., Олійник О.І., Селезнев Ю.О. – К.: Квазар-Мікро,2004.

8. Педагогічний програмний засіб «Віртуальна фізична лабораторія 10-11 кл.» // Автори сценарію: Чалий О.В., Олійник О.І., Селезнев Ю.О. – К.: Квазар-Мікро,2004.