Содержание:
стр
Введение 3
Пояснительная записка 5
Методические рекомендации к проведению занятий 7
Содержание курса 14
Учебно-тематический план 16
Программное обеспечение предпрофильного курса 17
Источники информации 17
Приложения
Итоговая работа в тестовой форме 20
Рекомендации по составлению заданий к
компьютерным моделям 22
Материалы к занятию «Цепи постоянного тока.
Соединения проводников» 28
Конструирование дидактического материала для
итоговой аттестации 9 класса с использованием
компьютера 40
Разработки уроков при помощи компьютера 41
Описание возможностей изменения параметров
моделей «Открытая физика» 48
Введение.
Современный мир невозможно представить без компьютерных технологий, они довольно прочно обосновались практически во всех сферах деятельности человека. Образовательный процесс не является исключением. Эффективное использование электронных образовательных ресурсов, реализация в педагогическую практику которых связана с широким использованием информационных и коммуникационных технологий, достаточно актуально в условиях информатизации российского общества.
Информационные и коммуникационные образовательные технологии являются одним из ключевых факторов, влияющих на качество обучения в XXI веке. Не будет преувеличением сказать, что они быстро становятся основой формирования российского общества и развития мировой экономики. Сегодня в указанной ситуации наиболее перспективным являются переход от классической организации большинства видов деятельности к виртуальной, где средой являются различные программные средства. Известно, что сегодня информационные и коммуникационные технологии позволяют более эффективно организовать весь учебный процесс. Учащиеся могут проходить обучение в соответствии с учебным планом либо по индивидуальной программе: изучать учебный материал, выполнять творческие задания, работать над учебными проектами, проходить электронное тестирование, участвовать в семинарах.
Использование ИКТ на уроках физики позволяют повышать интерес к изучению предмета, расширяют возможности демонстрации опытов через использование виртуальных образов, повышает интерес к обучению. Хорошо известно, что курс физики средней школы включает в себя разделы, изучение и понимание которых требует развитого образного мышления, умения анализировать, сравнивать. В первую очередь речь идет о таких разделах, как "Молекулярная физика", некоторые главы "Электродинамики", "Ядерная физика", "Оптика" и др. Строго говоря, в любом разделе курса физики можно найти главы, трудные для понимания. К сожалению, многие ученики не владеют необходимыми мыслительными навыками для глубокого понимания явлений, процессов, описанных в данных разделах.
Физика - наука экспериментальная. Изучение физики трудно представить без лабораторных работ. К сожалению, оснащение физического кабинета не всегда позволяет провести программные лабораторные работы, не позволяет вовсе ввести новые работы, требующие более сложного оборудования. На помощь приходит персональный компьютер, который позволяет проводить достаточно сложные лабораторные работы. В них ученик может по своему усмотрению изменять исходные параметры опытов, наблюдать, как изменяется в результате само явление, анализировать увиденное, делать соответствующие выводы.
Интенсивная работа в условиях информационного комфорта на основе электронного образовательного ресурса активизирует познавательную деятельность учащегося и усиливает творческие компоненты педагогического труда учителя. Информационные и коммуникационные педагогические технологии позволяют организовать учебную деятельность более интересным, эффективным, доступным способом. При этом они выступают не как предмет изучения, а как инструмент познания.
Физика — особый предмет, который изучает множество явлений. Это требует разнообразного оборудования. Темы 7, 8 классов рассматривают физические явления, которые можно продемонстрировать на уроке. В старших классах невозможно показать все в рамках урока. Есть темы, которые требуют дорогостоящего и сложного оборудования. Использование ИКТ расширяет экспериментальные возможности урока.
Пояснительная записка.
Предлагаемый курс предназначен для учащихся 9 класса в рамках предпрофильной подготовки. Данный предпрофильный курс рекомендуется проводить во втором полугодии, когда все основные теоретические сведения курса физики, используемые в программе, учащимися получены. Данный предпрофильный курс основан на интеграции таких наук как физика, информатика и вычислительная математика. Этот курс позволяет реализовать связь теоретических знаний в области физики с практическими умениями по исследованию физических процессов на основе работы с компьютерными моделями и получить опыт создания собственной компьютерной модели физического процесса с разработкой программы эксперимента.
Основной целью курса «Информационные и коммуникационные
технологии на уроках физики» является создание ориентационной и мотивационной основы для осознанного выбора будущего физико-математического или информационно-технологического профилей. Курс разработан в соответствии с требованиями, предъявляемыми современным высокотехнологичным информационным обществом к человеку. Именно умение человека пользоваться современными достижениями цивилизации в рамках использования компьютерных технологий при решении различных задач является в настоящий момент наиболее актуальным.
Предпрофильный курс «Информационные и коммуникационные технологии на уроках физики» содержит пять тем посвященных не только работе с моделями, но и темы, содержащие непосредственно общие сведения о методах вычислительной математики и особенностях обработки информации компьютерной системой. Именно первые три темы посвящены рассмотрению этих вопросов. Следующая тема позволяет учащимся получить навыки работы с компьютерными моделями, научиться ставить цели экспериментов и разрабатывать программы экспериментов. Заключительная тема позволяет на основе физических знаний и практических умений составить собственную модель физического процесса и разработать программу эксперимента. Кроме этого ученик обязательно должен защитить свой проект.
Изучение данного предпрофильного курса возможно только при условии наличия полностью укомплектованного программными и техническими средствами компьютерного класса. При этом базовый курс информатики должен изучаться в школе хотя бы с 8-го класса.
Основные цели и задачи курса:
• закрепить, систематизировать и расширить знания учащихся о возможностях применения знаний в передовых областях современной науки;
• сформировать представления о возможностях продолжения образования или трудоустройства, оказать помощь в дальнейшем планировании своего образовательного будущего и опыта работы с ресурсами;
• информирование о состоянии и прогнозах развития современной науки и рынка труда;
• •появление навыков слушателя, что, помимо такта и терпения, включает в себя способность уловить смысл сказанного, задать ясный точный вопрос докладчику, извлечь из услышанного пользу для своей работы;
• продолжить формирование навыков исследовательской деятельности, продолжить формирование умений анализировать ситуацию и делать прогнозы;
• закрепить и развить навыки работы с компьютером.
Целевое назначение проектного обучения непосредственно согласуется с целями предпрофильного обучения:
• Углубить знания или расширить информацию по отдельным вопросам или темам базового образования;
• Развить интерес и способности к собственному приобретению знаний;
• Реализовать себя в практической, прикладной, исследовательской и познавательной деятельности;
Методические рекомендации:
Для проведения занятий по курсу «Информационные и коммуникационные технологии на уроках физики» необходимо наличие полностью укомплектованного компьютерного класса с мультимедийным проектором. При подготовке и проведении уроков полезно использовать различные программные продукты, поддерживающие курсы математики, физики и информатики. К ним можно отнести библиотеки электронных наглядных пособий по физике компаний «Кирилл и Мефодий», «1С», «Физикон», «Формоза».
Использование перечисленных программных продуктов значительно облегчит понимание и усвоение учащимися разделов данного курса и будет способствовать повышению положительной мотивации к познанию нового.
При изучении курса появляется возможность реализовать современную тенденцию, заключающуюся в том, что усвоение предметного содержания из цели образования превращается в средство такого эмоционального, социального и интеллектуального развития ребенка, которое обеспечивает переход от обучения к самообразованию.
Ожидаемые результаты курса в области учебных и исследовательских компетенций:
• развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей;
• сознательное самоопределение ученика в выборе профиля обучения в средней школе.
• организация уч-ся своего процесса изучения, самообразования;
• общение с различными источниками информации, переработка этой информации;
• умение работать в команде, сотрудничества;
Знания компьютера позволяет учителю для урока готовить презентации, которые способствуют компактному и наглядному донесению информации до учащихся. Они помогают разнообразить урок и сделать его проведение более эффективным.
Использование ресурса обеспечивает достижение учебных целей и задач;
Ресурс органически вписывается в учебный процесс:
• является демонстрацией явлений и процессов, трудно воспроизводимых в реальном эксперименте;
• на его основе возможно наглядное сравнение результатов, получаемых в рамках различных теоретических моделей;
• является демонстрацией видеозаписей реально функционирующих современных уникальных установок
• является демонстрацией неожиданных примеров использования явлений, процессов в повседневной жизни, технике, искусстве;
Ресурс позволяет достичь целей за наименьший промежуток времени;
Ресурс может заменить дорогостоящее или опасное в обращении экспериментальное оборудование компьютерными тренажерами, дающими учащимся право на ошибку и неквалифицированное обращение на первых этапах получения навыков экспериментальной работы;
Ресурс дает возможность самостоятельного планирования и выполнения учащимися виртуальных компьютерных экспериментов;
Ресурс дает возможность сопоставить в реальном времени компьютерные модели с экспериментами
Факторы, влияющие на успешность урока с применением ИКТ:
- Вид группы школьников (возраст, профильная направленность и т.п.);
- Уровень подготовленности учащихся;
- Соотношение численности группы и количества компьютеров в кабинете;
- Тип урока и его методическая цель;
- Высокая степень индивидуализации работы;
- Вспомогательная, а не основная форма урока
Особенности модульного урока с использованием ИКТ:
- Ученик получает на урок программу своих действий с выделенными учебными целями, заданиями, запрограммированным контролем и т.п. ;
- Программа должна вступить в диалог с каждым учащимся, причем интеллектуальный уровень этого диалога задается учителем и программой, а темп и смысловые акценты – учеником;
- Модульные уроки можно проводить по любому предмету и по любой теме ;
- Программа действий может быть представлена в различных формах (напечатанный на бумаге модуль; в виде файла, выведенного на экран в какой-нибудь программе просмотра или редакторе);
Педагогические инструменты ЦОР:
- Интерактив (взаимодействие) - поочередные высказывания
(от выдачи информации до произведенного действия) каждой из сторон. Причем каждое высказывание производится с учетом как предыдущих собственных, так и высказываний другой стороны;
- Мультимедиа - представление ресурсов и процессов не традиционном текстовым описанием, а с помощью фото, видео, графики, анимации, звука;
- Моделинг - моделирование реальных ресурсов и процессов с целью их исследования;
- Коммуникативность –
а) возможность непосредственного общения, оперативность предоставления информации, контроль за состоянием процесса;
б) автоматизация нетворческих, рутинных операций, отнимающих у человека много сил и времени. Быстрый поиск информации по ключевым словам в базе данных, доступ к уникальным изданиям справочно-информационного характера.
ЦОР — средство наглядности при изложении различных вопросов учебной программы. Это способствует лучшему восприятию учебного материала, более глубокому его усвоению и прочности запоминания.
Объекты виртуальной реальности (анимации, интерактивные модели) используются при формировании общих подходов к планированию и выполнению некоторых этапов экспериментального исследования, на этапе контроля уровня сформированности у школьников ряда умений и навыков, для отработки умений и навыков в решении физических задач.
В течение 2 лет на уроках физики применяются следующие ЦОР (поставлены в МОУ в рамках проекта «ИСО»), которые помогают в учебной деятельности:
1. Физика 7—9 ч. 1, изд. «Просвещение»
2. Физика 7—9 ч. 2, изд. «Просвещение»
3. Физика 7—11 Практикум, изд. «Физикон»
4. Физика. Библиотека наглядных пособий, изд. «1С- образование»
5. Открытая физика ч1.
6. Открытая физика ч2.
Методологические преимущества, которые создает использование ЦОР:
• качественная демонстрация физических процессов и явлений (модели, анимации, видеофильмы);
• более ярко и наглядно представлен «сухой» аппарат формул, диаграмм, графиков, схем;
• показано то, что реально не продемонстрируешь.
Мой опыт показал: не смотря на то, что в ЦОР есть готовые лекции, необходимо создавать собственные презентации в той логике, которая соответствует плану урока конкретного учителя.
Презентация
• создает определенный порядок изложения материала, формул;
• исключает «лишние» детали, которые отвлекают учеников от конкретной темы;
• оптимизирует время, т. к. на отыскание нужного материала на CD требуется время, не все компакты открываются по гиперссылке;
• дает возможность использовать слайды насыщенные информацией как раздаточный материал.
Модели, фильмы, лаборатории показываются непосредственно с CD.
Содержание курса.
Тема №1. Введение.
Численные и аналитические методы решения задач. Типы данных. Погрешности вычислений: ошибки, связанные с округлением, накопительные ошибки.
Тестовая работа.
Тема №2. Принцип работы компьютерной системы.
Устройство компьютера. Принцип работы компьютерной системы. Обработка данных в компьютерной системе.
Тема №3. Этапы решения задач на компьютере. Этапы моделирования
Этапы решения задач на компьютере: постановка задачи, разработка математической модели, составление алгоритма, написание программы, компьютерный эксперимент, анализ полученных результатов. Особенности построения алгоритма решения задачи. Моделирование и формализация.
Тема №4. Исследование физических процессов с использованием готовых компьютерных моделей
Исследование физических процессов с использованием готовых интерак-тивных моделях:
1. «Равноускоренное движение тела»;
2. «Исследование свободного падения тел»;
3. «Цепи постоянного тока»;
4. «Магнитное поле прямого тока, кругового витка с током и соленоида».
5. «Движение зарядов в магнитном поле» («Масс-спектрометр»);
Тема №5. Конструирование дидактического материала для итоговой аттестации 9 класса с использованием компьютера ( на материале задач из учебника Алгебра 9)
Создание компьютерной модели физического процесса:
1. Постановка задачи: описание задачи, формулировка цели моделирования, формализация задачи.
2. Творческий подход к решению задач на основе графических образов с использованием компьютера.
3. Алгебраическое решение данной задачи.
4. Анализ результатов моделирования. Подготовка презентации урока.
Презентация урока.
Тестовая итоговая работа.
Анализ.
