Мультимедийные технологии в преподавании физики

Романовский район,

Саратовская область

Доклад на тему:


«Мультимедийные технологии в преподавании физики»

Подготовил учитель физики

МОУ «Подгорненская СОШ»

Горловой Андрей Юрьевич.

2010г.

Компьютеризация в наше время охватила все сферы деятельности и неотвратимо входит в одну из самых консервативных областей – образование. Инертность системы образования – качество положительное, поскольку ставит заслон в сфере обучения быстро проходящей моде, конъюнктуре, личностным амбициям руководителей. Вместе с тем эта система должна соответствовать перспективным тенденциям социального и интеллектуального развития общества, на данном этапе – должна способствовать переходу к информационному обществу.

Компонентами ИКТ-компетентности можно считать готовность:

– к поиску и отбору дополнительной информации для обучения с учётом возможностей сети Интернет, размножения учебных материалов, сканирования, цифрового фотографирования и видеозаписи;

– к применению готовых мультимедийных разработок в образовательных и воспитательных целях;

– к представлению образовательной информации с использованием различных прикладных компьютерных программ (Word, Paint, PowerPoint, Publisher и др.);

– к разработке компьютерных тестов, систем рейтинговой оценки знаний учащихся на основе стандартных приложений и программ-оболочек;

– к созданию баз данных и собственных Интернет-ресурсов учебного назначения;

– к управлению учебно-воспитательным процессом с использованием стандартных и специальных программ;

– к участию в работе сетевых объединений преподавателей, Интернет-конференций с целью повышения своего профессионального уровня, обмена опытом;

– к изготовлению дидактического компьютерного материала.

Компьютеризация сферы образования позволяет развернуть открытую систему непрерывного образования населения, в том числе дистанционного, изменить процесс учебного познания путём перехода от накопления знаний к деятельности в специально организованной обучающей среде, индивидуализировать и дифференцировать обучение, что особенно важно в личностно-ориентированных педтехнологиях. Интерактивная деятельность учащихся создаёт условия для развития новых в сравнении с традиционным школьным обучением типов мышления – альтернативного, эвристического и др., – приводит к смене авторитарного стиля обучения на демократический, смягчает зависимость образования от социальных условий жизни.

Цели и задачи использования компьютера на уроке физики. По мере оснащения школ компьютерами и расширения их использования в педагогических целях менялась и сама аббревиатура обозначения процедуры информатизации образования. Когда компьютер был редкостью в школе, возник интерес педагогов к НИТО (новым информационным технологиям в обучении). Оснащение большинства школ России компьютерными классами, имеющими локальные сети, перевело информатизацию учебного процесса на уровень информационных технологий обучения в сочетании с традиционными аудиовизуальными техническими средствами информации и контроля. При подключении школьных компьютеров к сети Интернет начали развиваться компьютерные и телекоммуникационные технологии обучения. Обратимся к определениям.

Компьютер – это совокупность технических устройств, обеспечивающих хранение, ввод, вывод и преобразование текстовой, графической и аудиовизуальной информации.

Телекоммуникации – специальные средства для передачи информации на расстояние. В порядке возникновения – это телеграф, телефон, радио, кино, телевидение, спутниковая связь и компьютерные сети.

Компьютерные телекоммуникации – средства доступа к программам удалённых компьютеров и сетевым службам (Интернету с его поисковыми системами, электронной почте, телеконференциям, электронным библиотекам, журналам и газетам). При этом собственно компьютер для пользователя является необходимым связующим звеном.

Компьютеризация обучения – это синтез современных достижений педагогики, с одной стороны, и средств компьютерных телекоммуникаций, с другой.

Основными задачами компьютеризации среднего образования в настоящее время можно считать:

– разработку интерактивных обучающих сред управления познавательной деятельностью и развитием учащихся;

– обеспечение доступа учащейся молодёжи к мировым образовательным ресурсам;

– воспитание информационной культуры школьника и устранение комплекса компьютерной тревожности, т.е. боязни и дискомфорта в работе с компьютером.

Число детей, умеющих пользоваться компьютером, стремительно растёт, и эта тенденция будет ускоряться независимо от парадигмы школьного образования. Однако, как выявлено во многих исследованиях, дети знакомы чаще всего с игровыми компьютерными программами и используют компьютерную технику для развлечения и отдыха. (Даже на уроках информатики в качестве поощрения им дают время «поиграть».) Познавательные и образовательные мотивы работы с компьютером стоят на двадцатом месте. Налицо педагогическое противоречие: возможности компьютерных технологий в обучении велики, но учителями используются слабо. Уроки с применением компьютеров проводят в большинстве случаев только преподаватели информатики в специально оборудованном кабинете, другие же учителя-предметники, как правило, и условий для этого не имеют, и достаточным уровнем владения компьютерной техникой не обладают. Но главная проблема в другом. Даже учителя, владеющие компьютером и понимающие его технические возможности, игнорируют (или не осознают?) принципиально новые педагогические возможности компьютера как средства обучения, используют его в русле традиционных репродуктивных обучающих технологий. А к новому средству обучения необходим и новый педагогический подход.

Компьютер для учащихся – не только источник получения новой учебной информации, но и инструмент интеллектуальной деятельности. Работа на компьютере может (и должна) развивать такие личностные качества, как рефлексивность, критичность к информации, ответственность, способность к принятию самостоятельных решений, наконец, толерантность и креативность, коммуникативные умения.

Компьютер для учителя – современное средство решения дидактических задач организации новых форм развивающего обучения. Условиями успешности такого обучения выступают специальная организация дидактической системы и целенаправленная подготовка учащихся и учителя к новым видам деятельности в компьютеризированной учебной среде.

В целом эффективность применения компьютерных технологий прямо зависит от уровня ИКТ-компетентности учителя-предметника и уровня компьютерной субъектности (т.е. самостоятельности, творческой активности) ученика. Различают четыре уровня такой субъектности:

– I уровень: вхождение в систему компьютерного образования (ребёнок учится воспринимать информацию с экрана монитора и действовать);

– II уровень: овладение компьютером как инструментом обучения под руководством учителя;

– III уровень: самостоятельное решение предметно-практических (прикладных) учебных задач;

– IV уровень: продуктивная самостоятельная познавательная деятельность (создание учебных творческих проектов).

I и II уровни формируются на уроках информатики, а полноценное компьютеризированное обучение на других школьных предметах реально при достижении III и IV уровней.

Компьютер по своей сути – педагогический инструмент в руках грамотного учителя, а не его электронная замена. Это современное, мощное аудиовизуальное техническое средство обучения (ТСО), и относиться к нему необходимо, как и к другим ТСО, с чувством педагогической меры и педагогического такта. Это значит находить компьютерному материалу точное место и учебную задачу на уроке в комплексе с другими средствами обучения, исходя из содержания и задач самого урока, а не наоборот – строить урок от имеющихся компьютерных учебных программ. Компьютер эффективен в случае, когда другие средства обучения менее выразительны и не могут обеспечить требуемый уровень познавательной деятельности. Иначе возникает ситуация «из пушки – по воробьям».

Компьютер по ряду показателей значительно превосходит возможности других аудиовизуальных ТСО. К основным преимуществам можно отнести:

– мультимедийность (сочетание в одной учебной программе всех имеющихся на сегодня форм представления информации, звука, цвета, анимации и гиперссылок);

– интерактивность (внутренняя активность ученика, запланированная самим содержанием учебных программ, не требующая внешнего руководства со стороны учителя);

– дружественный интерфейс (обеспечение комфортности работы пользователя, немедленная реакция на его действия, система встроенных советов, справок, рекомендаций);

– адаптивность к обучаемому (возможность выбора в компьютерной учебной программе индивидуальной траектории обучения);

– независимость содержания обучения (равные возможности всем пользователям независимо от социальных и других условий жизни);

– многотерминальность (одновременная работа нескольких групп пользователей, в том числе по разным программам, контролируемая и управляемая базовым компьютером);

– доступность (простота тиражирования обучающих программ на CD-, DVD-дисках, сайтах Интернета, возможность использования разных типов компьютеров, расширение возможностей за счёт периферийных дополнительных устройств).

Названные особенности позволят учителю органично ввести компьютер в урок, приучить ребят включаться в учебную деятельность, не отвлекаясь на новизну средства. Однако при любом количестве и качестве централизованно создаваемых компьютерных пособий органичность их применения обеспечивается работой учителя по организации тематической системы дидактических средств. Компьютерные материалы включаются как необходимый компонент в этот комплекс, занимая своё место в соответствии с конкретной учебной целью, задачей. Системаобразующими в таком комплексе средств обучения должны стать дидактические материалы, созданные (специально подобранные, изготовленные) самим учителем-предметником. При этом компьютер на сегодня – самое универсальное средство организации учебных материалов, поэтому так необходимо уметь владеть компьютером.

Компьютеризация обучения физике имеет свою специфику. С одной стороны, учителю физики легче достичь ИК-компетентности в силу того, что он технически развит, постоянно имеет дело с приборами, понимает физические основы работы ЭВМ. Учащиеся на уроках физики приучены к самостоятельной познавательной деятельности: выполняют много лабораторных работ, фронтальных опытов, наблюдают демонстрационные эксперименты, решают разного вида задачи, выполняют творческие, исследовательские задания. Обучение физике всегда было у профессионала-учителя проблемным, эвристическим. Иными словами, специальный «познавательный фон» для работы с компьютером потенциально имеется. Но при «механистической» компьютеризации урока физики следует опасаться подмены физической реальности в разных учебных её проявлениях псевдореальностью компьютерных моделей и аналогий, разрушения коллективного характера деятельности класса.

Как сохранить «золотую середину»? Дело в стратегии и тактике использования компьютера в ходе обучения. Прежде всего, следует различать компьютерный урок и компьютерную поддержку урока.

На компьютерном уроке компьютер выступает одновременно и как средство, и как объект изучения. Примером может служить предмет «информатика». На всех других учебных предметах в школе реальна только компьютерная поддержка урока, когда компьютер используется только как средство обучения в сочетании с другими, традиционными средствами обучения. Такое объединение не нарушает обычной урочной формы организации учебного процесса и постепенно приучает ребят к взаимодействию с компьютером в ходе усвоения материала. Но большинство авторов (как, например, Г.К.Селевко) компьютерным уроком называют любой урок, где используется компьютер. Так что определите свою позицию в этом сами.

Как понимать взаимодействие ученика с компьютером на уроке физики? Где место учителя? Познавательная активность обучаемого должна стимулироваться структурой и содержанием компьютерного материала, а обязанность учителя – системно организовать компьютерную деятельность учащихся на уроке в сочетании с другими учебными действиями и средствами. Компьютер с его специфическими возможностями необходим для создания дидактически активной познавательной среды, направленной на развитие интеллекта и реализацию личностного потенциала каждого обучаемого. Огромные информационные возможности компьютера и удобство тренажа разумнее использовать на втором уровне востребованности (через гиперссылки, справочный, энциклопедический и другой материал). Ещё эффективнее компактно размещать и систематизировать материал в специальных компьютерных программах для тренажа, индивидуальной самостоятельной работы во внеурочное время с целью отработки умений и навыков. Компьютерные учебные материалы на уроке, прежде всего, предназначены для обеспечения продуктивной мыслительной деятельности обучаемого в ходе активного восприятия, управляемого учителем, и не должны дублировать содержание учебника. Иначе снижается развивающий потенциал урока. Конечно, для реализации такого подхода на уроке необходим мультипроектор. Он позволяет сочетать индивидуальную работу с коллективной и управлять восприятием материала за счёт подачи изображения с учительского монитора на большой экран.

Возможные учебные ситуации (задачи) компьютерной поддержки уроков физики:

– показ видео и анимационных фрагментов для постановки учебных проблем, демонстрации физических явлений процессов, объектов и т.п.;

– демонстрация классических, а также невоспроизводимых в школьных условиях опытов;

– анализ на компьютерных моделях проведённых в классе «вживую» демонстрационных опытов с возможностью вариаций начальных условий и параметров;

– использование анимированных рисунков, моделей, схем, графиков как средств виртуальной наглядности;

– проведение компьютерных лабораторных работ, а в реальном будущем – создание универсального электронного измерительного комплекса с обработкой результатов на компьютере (сейчас уже есть мини-лаборатория «Архимед», лаборатория «L-микро»), виртуального лабораторного физического практикума;

– предоставление вариативных заданий разной сложности для самостоятельной работы с оценкой результатов и разъяснением ошибок через гиперссылки;

– проведение тестового контроля усвоения нового материала и итогового контроля знаний с фиксацией результатов;

– проведение многовариантных уровневых самостоятельных и контрольных работ (промежуточных и итоговых), а также предъявление нестандартных, творческих заданий учащимся;

– предоставление подборок исторического, табличного, справочного материалов;

– построение графиков, диаграмм и т.п. с использованием встроенных программ и микрокалькулятора;

– решение задач с последующей проверкой результатов на компьютерных моделях, решение обратных задач, создание электронного задачника (на уроке лучше без решебника);

– пользование предметным понятийным словарём (глоссарием);

– составление логических схем взаимосвязи понятий, структурных схем, систематизирующих, обобщающих таблиц, в том числе интерактивных;

– проведение тематических учебных компьютерных игр и использование развивающих виртуальных конструкторов;

– обращение к электронным энциклопедиям, поиск учебной информации в Интернете;

– создание и демонстрация физических моделей процессов, технических устройств в специальных средах («Живая физика» и др.);

– создание целостных ученических проектов на физические и межпредметные темы с использованием компьютерных телекоммуникаций (групповая деятельность учащихся в течение нескольких уроков).

Это далеко не полный перечень вариантов компьютерной поддержки урока физики. Нет упоминания учебных программ по физике на СD и в Интернете. Здесь же следует подчеркнуть главное. Организовать изучение темы только на основе даже самого хорошего учебного компьютерного материала практически невозможно. Учебная ситуация в разных классах, школах, историческом времени очень вариативна, и потому на уроке реально только фрагментарное их включение в сочетании с другими средствами и методами.

В заключение сформулируем основные методические правила компьютерной поддержки урока.

1. Главная учебная цель: создание активной познавательной среды, необходимой для диалога учителя с учащимися, эвристической беседы.

2. Общая продолжительность работы на компьютере не должна превышать на уроке 10–20 мин в 2–3 приёма, при органичном сочетании с другими средствами и видами учебной деятельности.

3. Не замещение реального демонстрационного эксперимента на уроке компьютерными моделями, а их умелое сочетание с разделением характерных дидактических функций.

4. Проблемное, развивающее содержание компьютерных материалов, выявляющее типичные затруднения, ошибки учащихся, и оформленное с учётом психолого-педагогических условий восприятия информации с монитора.

5. В компьютерных моделях – подчёркивание теоретической сущности изучаемого, его качественных (по необходимости – количественных) характеристик без погружения в детали.

6. Компьютерные материалы – необходимая часть единого комплекса средств обучения данной темы, который учитель может (и должен!) дополнять, модернизировать, варьировать способы применения.

7. Сочетание разных средств обучения в свете системного принципа их взаимодействия (с учётом цели, возможностей и взаимной поддержки). Эпизодичность, разрозненность ТСО не концентрирует внимания на главном, утомляет детей.