Использование современных технологий в учебном процессе по физике на примере темы: "Атомная физика"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Использование современных технологий в учебном процессе по физике на примере темы: "Атомная физика"

1. Использование современных информационных технологий и технических средств обучения на уроках физики и информатики

Особое внимание уделяется компьютерным средствам обучения, использованию телекоммуникационных сетей глобального масштаба.

За последние годы в нашей стране, да и в мире произошли серьезнейшие изменения. Процессы перехода цивилизации к новому состоянию: от традиционного для конца XIX - первой половины XX индустриального общества к обществу постиндустриальному и информационному - обществу XXI века. На первое место должен быть поставлен человек, обладающий значительно большей, чем ранее, мерой свободы и ответственности. Чтобы быть успешным в таком обществе, человек должен не только обладать неким объемом знаний, но и уметь учиться: искать и находить необходимую информацию, чтобы решить те или иные проблемы, использовать разнообразные источники информации для решения этих проблем, постоянно приобретать дополнительные знания.

Таким образом, процесс вхождения школы в мировое образовательное пространство требует совершенствование, а также серьёзную переориентацию компьютерно-информационной составляющей. Лавинообразный рост объёмов информации принял характер информационного взрыва во всех сферах человеческой деятельности. Информационный взрыв породил множество проблем, важнейшей из которых является проблема обучения. Грамотное использование информационных технологий - основная задача, которую я перед собой ставлю ( т.к по-моему мнению у учителя, так же как и у врача должна быть главная заповедь "не навреди"). В новой образовательной парадигме учащийся становится субъектом познавательной деятельности, а не объектом педагогического воздействия. Для меня это обуславливает необходимость организации образовательного процесса, направленного на поиск и развитие задатков, способностей, заложенных природой в каждом учащемся. Поэтому в своей работе для подготовки выпускников, владеющих современными технологиями, и в силу этого способных адаптироваться к быстро меняющемуся миру, ставлю перед собой следующие задачи:

- помочь ученикам освоить такие приёмы, которые позволят расширять полученные знания самостоятельно, т. е. научить оперативно осуществлять поиск информации, производить её структурирование, находить оптимальный алгоритм обработки;

- способствовать развитию творческого потенциала учащихся;

- создать условия для формирования у учащихся адекватной самооценки;

- способствовать формированию коммуникабельности, умения работать в команде.

Реализация поставленных задач невозможна без использования эффективных педагогических методов и технологий. В своей работе я выделяю следующие:

- методы наглядности;

- технология коллективных способов обучения.;

- метод проектов;

- технология разноуровневого обучения.

Представлю некоторые из них. Под наглядными методами обучения понимаются такие методы, при которых усвоение учебного материала находится в существенной зависимости от применяемых в процессе обучения наглядных пособий и технических средств. Наглядные методы используются во взаимосвязи со словесными и практическими методами обучения и предназначаются для наглядно-чувственного ознакомления учащихся с явлениями, процессами, объекта в их натуральном виде или в символьном изображении с помощью всевозможных рисунков, репродукций, схем и т.п. Широко использую с этой целью экранные технические средства в паре с компьютерами.

Методы наглядности.

Под наглядными методами обучения понимаются такие методы, при которых усвоение учебного материала находится в существенной зависимости от применяемых в процессе обучения наглядных пособий и технических средств. Наглядные методы используются во взаимосвязи со словесными и практическими методами обучения и предназначаются для наглядно-чувственного ознакомления учащихся с явлениями, процессами, объектами в их натуральном виде или в символьном изображении с помощью всевозможных рисунков, репродукций, схем и т.п. Вообще наглядность является неотъемлемой чертой преподавания многих предметов, в том числе, таких как физика и информатика. Средствами, наиболее отвечающими этим требованиям, для меня являются мультимедиа и мультимедийные презентации. Для меня наиболее эффективно использовать презентации при проведении лекции, практического занятия, лабораторной работы, самостоятельной работы, тестирования, так же при создании различного рода раздаточных карточек (или представляемых заданий на проектор). Например, раздаточный материал в виде карточек с заданиями:

Задание 1.

Разбейте слова на слоги, второй слог каждого слова напишите большими буквами, скопируйте выделенные слоги и вставьте справа от текста, прочитайте полученное слово:

а) змея, рама

б) пуговица, молоток, лава;

в) укор, бузина, тина.

Задание 2.

Вставьте пропущенное слово:

Скромный серый колобок,

Длинный тонкий проводок,

Ну, а на коробке -

Две или три кнопки.

В зоопарке есть зайчишка,

У компьютера есть ... (мышка)

Для чего же этот ящик?

Он в себя бумагу тащит

И сейчас же буквы, точки,

Запятые - строчка к строчке -

Напечатает картинку

Ловкий мастер

Струйный ...(принтер)

Задание 3.

Постройте дерево каталогов

C:\Рисунки\Природа\Небо.bmp

C:\Рисунки\Природа\Снег.bmp

C:\Рисунки\Компьютер\Монитор.bmp

C:\Мои документы\Доклад.doc

Технология коллективных способов обучения.

Одной из технологий обучения в сотрудничестве является так называемое обучение "в сотрудничестве" (cooperative learning). Учитель не всегда в состоянии оказать помощь каждому конкретному ученику в классе, эту ответственность Ваши ученики в состоянии взять на себя сами, если они будут работать в небольших группах и отвечать за успехи каждого, если они научатся помогать друг другу. На педагогическом языке это означает, что необходимо использовать методы, адекватные данной задаче. Главная идея обучения в сотрудничестве - учиться вместе, а не просто что-то выполнять вместе! Мне технология сотрудничества помогает решить ряд вопросов связанных с проверкой знаний пройденного материала, причем с использованием КТ. Так, например, по теме "Основные кинематические и динамические величины" учащиеся 10 класса разбиваются на малые группы по 2 человека и составляют с использованием табличного процессора Excel тесты друг для друга, а после составления тестируют друг друга, при этом оценивая друг друга с помощью созданного теста. Причем урок в таком случае получается интегрированный, и учащиеся отрабатывают не только навыки работы с использование ИКТ, но и закрепляют знания и умения по пройденному материалу на уроке физики.

Еще одним примером работы в сотрудничестве является создание учащимися 10-х классов при изучении табличного процессора Excel собственного предприятия. Урок так и называется "Собственное предприятие". Цель работы - показать возможность практического применения полученных знаний, расширить представление о сфере применения прикладных программ, закрепить навыки и умения использования табличных процессоров. Ход работы заключается в следующем: изначально имеется некоторая сумма денег, каждый должен организовать своё предприятие, нанять работников, закупить оборудование и так далее. Работа предприятия должна быть организованна так, чтобы через 6 месяцев оно оказалось прибыльным.

Практика показывает, что вместе учиться не только легче и интереснее, но и значительно эффективнее. Причем важно, что эта эффективность касается не только академических успехов учеников, их интеллектуального развития, но и нравственного. Помочь другу, вместе решить любые проблемы, разделить радость успеха или горечь неудачи - также естественно, как смеяться, петь, радоваться жизни.

Метод проектов.

Проектный метод позволяет отойти от авторитарности в обучении, всегда ориентирован на самостоятельную работу учащихся. Однако при обучении возникает целый ряд проблем:

- недостаточность и неравномерность общей подготовки учащихся;

- низкий уровень мотивации обучения (не только в области информатики, но и во всех других дисциплинах);

- динамичность развития содержания курса информатики.

Учителю необходимо выбрать один или несколько методов и форм обучения, позволяющих максимально решить эти проблемы. И вот здесь, как я отмечала ранее, на помощь может прийти использование метода проектов. Проектная деятельность учащегося не может выйти за пределы имеющихся у него знаний, и перед началом работы он должен эти знания получить. Проектный метод активизирует познавательные способности, раскрывает творческие возможности, учитывает интересы учащегося. Но каждый урок не может быть свободным, учитывать только интересы учащегося, так как это лишает процесс обучения систематичности и снижает уровень обучения. "Уместить" метод проектов в классно-урочную систему является трудной задачей для преподавателя. Я пошла по пути разумного совмещения традиционной и личностно-ориентированной систем обучения путем включения элементов проектной деятельности в обычный урок. Эта форма работы обеспечивает учёт индивидуальных особенностей учащихся, открывает большие возможности для возникновения групповой, познавательной деятельности. При этом в значительной степени возрастает индивидуальная помощь каждому нуждающемуся в ней ученику, как со стороны учителя, так и своих товарищей. Откуда беру необходимые для этого часы? Источников два - это интенсификация учебного процесса и проведение в форме проектов повторения или обобщения пройденного материала. Проекты при этом могут быть небольшие (на один урок) и более длительные, часто рассчитанные на расширение образовательной деятельности в виде самообразования в рамках самостоятельной работы дома или в школе. В связи с этим сформировалась следующая система. Учащиеся сначала получают базовые теоретические знания по физике или по информатике, которые нацелены на всеобщее понимание. Затем мы переходим к практическим занятиям, содержание которых соответствует итоговой системе знаний и умений учащихся по изучаемому разделу физики или информатики. После этого переходим к выполнению проектов, направленных на применение полученных знаний в нетрадиционных ситуациях, на практике. Приведу примеры лишь некоторых проектов:

Проект "Выбери ПК", рекомендуется для учащихся 9-х-10х классов.

Тип проекта: ролево-игровой, мини проект.

Планируемый результат: осознанный выбор учениками модели компьютера, согласно имеющимся начальным условиям.

Цели: проверить качество знаний учащихся по теме "Устройство ПК", показать учащимся практическое применение материала, изученного ими на уроках информатики, научить культуре поведения в ситуации продавец-покупатель.

Учебно-педагогическая задача: используя рекламные объявления из газет, прайс-листы компьютерных фирм, определить, исходя из своих интересов, наиболее подходящую конфигурацию ПК. Обосновать свой выбор.

Предметно-содержательная область: информатика

Длительность: один урок.

Ход проекта:

Данный проект является итоговым уроком по теме "Устройство ПК". Учащиеся предварительно разделены на две группы. Участники одной являются представителями компьютерных фирм. Они приносят на урок заготовленные рекламные объявления, прайс-листы компьютерных фирм, рекламные буклеты. Другая группа учащихся представляет собой покупателей. Каждый участник этой группы хочет купить ПК с определённой целью и на "имеющуюся" у него сумму. Со звонком продавцы занимают своё место за рабочими столами, а покупатели стараются сделать оптимальный выбор, исходя из определённых ограничений. Когда выбор сделан, между двумя сторонами подписывается договор о "продаже" компьютера. После заключения таких договоров всеми покупателями переходим к обсуждению разыгранных ситуаций. Первыми представляют свои результаты покупатели. Каждый из них объявляет, с какой целью он пришёл покупать компьютер, какой суммой он располагал и какую комплектацию он выбрал. Характеристики выбранного компьютера записаны в договоре и выбор каждой комплектующей должен быть обоснован, от этого зависит оценка учащегося. Затем выступают учащиеся из группы продавцов. Они представляют свои наборы комплектующих для сделанных заказов, обосновывая их выбор. Подводя итоги проекта, я всегда обращаю внимание учащихся на их культуру поведения в моделируемых ситуациях купли-продажи, указывая на необходимость вежливого отношения друг к другу.

Проект "Собери фразу", рекомендуется для 10-х-11-х классов, в рамках изучения темы "Файловая структура". Для его проведения учащиеся делятся на пары. Длительность - два урока.

Данный проект позволяет приобрести навыки навигации в Windows2000, изучить порядок работы с ярлыками объектов, текстовой редактор Word, уяснить, в каких форматах можно сохранять файлы.

Первая часть работы заключается в том, что каждый ученик задумывает свою ключевую фразу и создает в редакторе Word пять файлов, содержащих часть ключевой фразы и указание на то, в каком файле содержится следующая часть. Для первого файла создается ярлык и помещается на рабочий стол. Заранее обговариваю, что должны быть использованы все критерии поиска файлов в среде Windows: по имени, типу, символу и имени, размеру, дате содержащемуся в файле тексту.

Какой-то из пяти файлов можно заархивировать - таким образом, отрабатываются навыки работы с архиваторами.

Вторая часть работы состоит в том, что после создания пяти файлов учащиеся меняются рабочими местами: каждый переходит на другой компьютер, где щелчком на ярлыке открывает файл с началом фазы и указанием пути ко второму файлу, а затем последовательно ищет остальные файлы и собирает ключевую фазу. В этом проекте содержится и элемент игры, и элемент соревнования: кто разработает наиболее интересное задание для поиска, кто быстрее найдет все нужные файлы. Учащиеся оценивают работу своего товарища по следующим критериям: сложность поиска, правильность организации. Здесь же каждый проводит самооценку своих умений работы с файловой структурой.

Например:

Номер и имя файла	Задание на поиск следующего файла	Часть ключевой фразы
1) d1.doc	Второй файл создан в 11.00 и содержит слово "нужно"	Недостаточно овладеть
2) d2.txt	Третий файл сохранен в виде шаблона, в его имени есть символ "3"	премудростью, нужно
3) d3.dot	Четвертый файл сохранен на диске C и имеет расширение kr	также уметь
4) d4.kr	Пятый файл заархивирован и сохранен на диске d:, не более 19Кбайт	пользоваться ею.
5) d5.rar		Цицерон

В заключении хочу отметить, что на данный момент у учителя есть огромные возможности для творческой деятельности, сочетания и комбинирования различных методов и технологий обучения, и каждый учитель вправе выбирать свою технологию и методы работы, но каждый учитель обязан работать во благо развития ребенка.

Новое входит в нашу жизнь, не замечать, не осознавать этого мы не можем, а значит, нам нужно учиться использовать те многочисленные возможности, которые нам предоставляет расширившееся до неимоверных размеров информационное пространство.

К сожалению, следует признать, что многие из нас сегодня не готовы работать в новых условиях: мы уступаем своим ученикам в уровне владения компьютером, использования Интернета, совершенно беспомощны в компьютерной графике и веб-дизайне.

Но, мне кажется, дело еще в том, что мы остаемся приверженцами классической школы, где доска и мел - главные средства обучения. Наши попытки использования современных информационных технологий, надо признать, еще очень робки. И сам факт получения в пользование чуда техники - интерактивной доски - сразу не сделает учителя талантливее, урок продуктивнее, а ученика умнее.

Основными причинами, затрудняющие применение электронных средств обучения наши учителя назвали следующие: технические проблемы, психологические барьеры, компьютерная некомпетентность, организационные проблемы.

Учитель, внедряющий в свою практику интерактивные средства обучения, должен не только сам быть уверенным пользователем ПК, уметь работать в Интернете, но и владеть методикой конструирования урока с применением интерактивного оборудования и мультимедийных ресурсов.

Целью моей работы и является помочь педагогам включиться в этот уже необратимый процесс информатизации образования.

В нашей школе создана хорошая материально-техническая база. Благодаря полученному гранту в рамках национального проекта "Образование", были приобретены интерактивные доски, обновлены компьютерные классы, в учебных кабинетах стационарно установлены экраны, мультимедийные проекторы и компьютеры. Все это создало предпосылки для активного внедрения ИКТ в процесс обучения.

Но, основные усилия разработчиков программных продуктов направлены на разработку обучающих систем, рассчитанных на индивидуальное использование в режиме "Репетитор". Но даже те мультимедийные продукты, которые доступны школе, не имеют методического сопровождения. Ещё более сложной задачей является извлечение из целостного электронного курса необходимого фрагмента и подготовка его к применению на уроке, поскольку невозможно изменять и дополнять учебный материал или планировать его по другой схеме.

Преобладающими причинами, затрудняющими использование готовых электронных учебных пособий являются несоответствие содержания и структуры электронного пособия методическим особенностям преподавания конкретного учителя независимо от предмета. Кроме того, опираясь на собственный опыт овладения электронными учебниками и на опыт опрошенных педагогов, можно назвать общие недостатки готовых электронных учебных разработок в аспекте применения их на уроке:

* различный интерфейс электронных пособий, затрудняющий вводный инструктаж учащихся при эксплуатации нового технического средства обучения;

* излишне разветвлённая структура пособия, увеличивающая время доступа к нужной информации;

* несетевая версия пособия, вызывающая затруднения в установке и тиражировании пособия на локальные компьютеры.

Поэтому учителю, имеющему возможность использовать мультимедийное оборудование, приходится создавать и собственные разработки видеоуроков, начиная с конспектов и слайдов, заканчивая flash - анимацией и созданием собственных сайтов.

Получив интерактивные доски, мы встретились с таким препятствием как их несовместимость. т. е., флипчарты, созданные для одной доски не совместимы с другой. Как можно решить это противоречие?

Поскольку важной частью обучения является представление информации, то основой для создания учителем-предметником электронного ресурса для своего урока может использоваться среда подготовки презентаций MS POWER POINT, имеющая в своём арсенале необходимый набор инструментов для эффективной подачи учебного материала.

Интеграция приложений MS OFFICE позволяет организовать дидактически целесообразное и эффективное по использованию учебного времени закрепление изученного материала. Для этого я предлагаю применять в электронном уроке-презентации интерактивный режим работы с текстовым процессором MS WORD или со средой электронных таблиц MS EXCEL.

На любом уроке учитель может попросить учащихся высказать свое мнение по какому-то обсуждаемому на уроке вопросу в виде развернутого ответа: нажатие кнопки -- выход в WORD, написание текста, сохранение ответа, возврат в урок-презентацию. Электронные ответы учащихся позволяют организовать дальнейшую работу с ними: напечатать для газеты, передать другому классу для обсуждения, вернуться к ним после завершения изучения темы, раздела и т.п. Текстовый процессор WORD имеет удобный инструмент для организации тестовых заданий с целью обучения или с целью контроля.

Также можно предварительно заготовить таблицы для лабораторных работ и используя интерактивный режим, заполнять их на уроке во время выполнения лабораторной работы.

Интерактивный режим работы с электронными таблицами позволяет организовать на уроке выполнение исследовательских заданий, связанных с вычислением, графическим представлением информации. Очень удобно в Excel создавать тесты.

Гипотеза исследования заключается в следующем: эффективность урока повысится по всем показателям, если учитель будет использовать на уроке разработанные им информационно-компьютерные учебно-методические материалы.

В качестве показателей эффективности урока рассматривались следующие параметры:

учебная мотивация учащихся,

затраты учебного времени на выполнение учебных заданий,

затраты на подготовку учителя к уроку,

качество обучения в классе.

Учебная мотивация учащихся изучалась методом анкетирования.

Анкетирование учащихся проводилось по следующему опросному листу:

ты с интересом работал весь урок

ты с интересом выполнял самостоятельные задания

ты познакомился с дополнительными материалами

ты регулярно выполняешь домашнее задание, чтобы на уроке узнать побольше нового

оцени свою усталость после урока

Оцени по 5-тибальной системе следующие показатели:

Статистическая обработка опросных листов экспериментального (9Ж) и контрольного (9А) классов, позволила получить среднюю оценку урока как среднее арифметическое всех оценок, выставленных каждым учащимся. Ниже приведено табличное представление полученных данных, обработка которых производилась в программе Microsoft Excel. Что позволяет констатировать, что урок с информационно-компьютерным сопровождением оценивается учащимися в среднем на 1 балл выше традиционного урока.

Зафиксированные в формирующем эксперименте затраты времени на выполнение учебных заданий также свидетельствуют об эффективности информационно-компьютерного сопровождения урока: на традиционном уроке эти затраты составили в среднем 63,23% от всего времени урока (40 минут), а на уроке с информационно-компьютерным сопровождением -- 47,8 % учебного времени. Следовательно, эффективность урока с информационно-компьютерным сопровождением и по этому показателю очевидна.

Кроме того, сравнилось качество знаний в экспериментальном (9Ж) и контрольном (9А) классах до эксперимента (оценки за третью четверть) и после (оценки за четвертую четверть). Результат анализа полученных данных заключается в следующем: качество обучения в экспериментальном классе увеличилось на 15%, а в контрольном классе -- на 5 %.

Значения последнего показателя эффективности информационно-компьютерного сопровождения урока -- затраты времени учителем на подготовку к уроку -- зафиксированы на основе анкетирования педагогов и свидетельствуют о следующем положении: затраты времени на подготовку к уроку у учителя, готовившего информационно-компьютерное сопровождение, увеличиваются примерно в 3 раза по сравнению с подготовкой традиционного урока, но, если подготовка информационно-компьютерного сопровождения урока становится регулярной (начиная с 4-5 урока), то время на подготовку не увеличивается, а по некоторым темам уменьшается, но незначительно.

Электронные интерактивные доски поддерживают в классе атмосферу оживленного общения и вызывают дискуссии - это существенно помогает при ознакомлении учащихся с новым материалом. С помощью интерактивной доски я смогла всецело завладеть вниманием учеников на уроках и получила возможность общаться с классом, не отходя от доски, продолжая работать с материалом.

Дети и родители утверждают, что образовательный процесс стал более веселым, интересным и увлекательным. Учащиеся обожают работать с электронной интерактивной доской! Им нравится работать с инструментом, для управления которым достаточно несколько прикосновений. Они сами порой напрашиваются на проверку знаний, чтобы лишний раз поработать с доской. Все это наполняет класс подлинным энтузиазмом. По моим наблюдениям, при использовании электронной доски учащиеся более внимательны, увлечены и заинтересованы, чем при работе на обычной доске.

Каждый учитель мечтает, чтобы на уроке работали все дети - я испытываю огромное чувство радости, когда на каждом уроке с использованием интерактивной доски работают все дети без исключения. У них уже есть любимые программы и задания, иногда они просят меня установить именно их. Им легко и интересно учиться. Каждый день они готовы узнавать новое, потому что они хотят этого сами.

В настоящее время в школах страны осваивается новое техническое средство обучения - электронный видеопроектор (ЭВП). ЭВП - устройство, позволяющее проецировать как статическое, так и движущееся изображение с компьютера, видеомагнитофона или видеокамеры на большой экран.

Главное свойство ЭВП, определяющее его дидактическое значение, - это возможность для анализа, синтеза и сравнения информации, возможность показывать предметы и явления в движении и развитии. ЭВП оборудованы динамиками (мощность 1-10 Вт), что позволяет одновременно демонстрировать изображение и звук в полузатемненной аудитории, и пультом дистанционного управления, позволяющим управлять проектором на расстоянии. Для удобства работы с информацией проекторы снабжены многими функциями. Для учителя наиболее полезны:

· стоп-кадр;

· отключение экрана;

· изменение масштаба изображения;

· встроенная лазерная указка.

Блок-схема подключения электронного проектора представлена на рис. 1.

Рис. 1. Подключение аппаратуры ЭВП

компьютерный обучение урок физика

Дидактические условия эффективного применения ЭВП обусловлены совокупностью взаимосвязанных психолого-педагогических, методических требований к ТСО, технико-экономических характеристик оптимального функционирования аппаратуры, обеспечивающей достижение педагогических целей.

Практическая значимость информации, реализуемой на уроке с помощью ЭВП, представляется как одно из новых условий осуществления педагогической деятельности учителя.

Преимущество видеоинформации, предъявляемой ЭВП, в ее оперативности, возможности "обнажать" наиболее важное, существенное в учебном материале. Сочетание зрительного и звукового образа с научным комментарием создает предпосылки для овладения живым опытом во всем многообразии его проявления, вызывает всплеск эмоций, возбуждает интерес, активизирует мыслительную деятельность ученика и др. Дидактические особенности учебной видеоинформации нами рассматривались ранее [4]. Приступая к подготовке видеоинформации для электронного проектора, учителю необходимо помнить: чтобы информация была эффективным источником, она должна быть яркой и интересной, доступной расшифровке, будить чувство удивления, увлекать новизной, заставлять мыслить. Связь изображений или кадров, эпизодов должна подчиняться особенностям учебного материала. Часто содержание одного кадра, эпизода (статические объекты) более значимо, чем наслоение кадров (динамичные объекты). На целостность восприятия влияет композиция кадра, его план. Предлагаемая видеозапись на уроке должна реализовать замысел, предопределить цель, передать объективную действительность, сущность явлений, событий или объектов. Следовательно, необходимо, чтобы видеоинформация к уроку для ЭВП базировалась на трех особенностях ее содержания:

· учебный материал должен включать информацию, которая может восприниматься с экрана;

· материал должен содержать идею, направленную на достижение конечного результата;

· материал должен быть документальным, объективным, достоверным и т. д.

При создании учебной видеозаписи почти всегда возникает необходимость в видеосъемке, монтаже и озвучивании записи, что предполагает наличие специальной аппаратуры и требует времени. Преимущества видеофрагмента перед видеозаписью состоят в следующем: во-первых, короткий фрагмент может органично вписаться в учебное занятие, не нарушая его логической целостности и не снижая темпа урока; во-вторых, видеофрагмент не нужно озвучивать (достаточно комментария учителя); в-третьих, видеофрагмент может быть быстро подготовлен.

Выделим основные требования к учебному видеофрагменту:

1. одиночный фрагмент создается в случае, если объект не имеет сложных составных частей (одно изображение, схема, чертеж, рисунок, фотография);

2. серия фрагментов создается, если:

· объект состоит из частей, каждая из которых требует дополнительных пояснений;

· необходимо рассмотреть серию однотипных объектов или варианты конструктивных решений, отдельных составных частей или операций и т. д.;

· на первом фрагменте показывается общая ситуация, а на остальных отдельные детали или изменение процесса;

· требуется последовательно продемонстрировать построение чертежа, рисунка, схемы; изменения положения движущихся частей; развитие событий, преобразований в жидкостях, полупроводниках и т. д.

Видеофрагменты, подготовленные с помощью компьютера, должны отвечать следующим дидактическим требованиям:

1. Информация фрагмента должна соответствовать последним достижениям науки, техники.

2. Изображения объектов должны быть более выразительными, чем другие наглядные пособия.

3. Форма представления информации должна соответствовать уровню знаний учащихся.

4. Фрагмент должен иллюстрировать наиболее трудный для восприятия учебный материал.

Для лучшего восприятия материала учащимися придерживайтесь единого формата фрагмента, т. е. используйте:

· единый шрифт в одном изображении и не более двух для всего фрагмента. Размер шрифта не менее 5 мм по высоте (для Microsoft Word - шрифт № 16 мм, полужирный);

· сходную цветовую гамму, отдавая предпочтение естественному цвету демонстрируемого объекта. Не используйте более четырех различных цветов на фрагменте. Учитывайте психологическое влияние цветов;

· расположение информации на слайде, охватывающее не более двух объектов, так они запоминаются лучше, чем в группе с другими объектами. Старайтесь не располагать на одном фрагменте много информации (особенно таблиц), они плохо читаются;

· текстовые комментарии без лишних надписей и текстовых дополнений, которые дублируют слова учителя и отвлекают учащихся. Помните, что человек воспринимает зрительную информацию в последовательности - слева направо и сверху вниз.

Наиболее простая технология, при которой изображение с бумажного носителя (книги, журнала, фото) переносится сканированием в компьютер с сохранением в виде графического файла. Изображение получается черно-белым. При сканировании рисунков, таблиц, диаграмм, графиков из печатных изданий на страницу, где расположена иллюстрация, накладывается лист бумаги с отверстием по размеру рисунка. Это предотвращает сканирование текста на фрагмент.

Сканирование с использованием промежуточного пакета осуществляется в такой последовательности:

· сканирование исходного изображения по точкам и перенос в компьютер с сохранением в виде графического файла;

· улучшение изображения с использованием графического редактора: изъятие лишних и добавление новых элементов; замена толщины линий, размеров текстовых штрихов и цвета; изменение взаиморасположения элементов и др.;

· конвертация точечного изображения в линейное для хранения на внешнем носителе.

Создание изображений с помощью графического редактора. При подготовке фрагмента на компьютере наиболее удобно использовать программу Power Point в среде MS Windows, которая позволяет:

· создавать фрагменты и размещать их в удобном для демонстрации порядке;

· демонстрировать фрагменты по команде мыши, клавиатуры или в заданном автоматическом режиме;

· вставлять в фрагмент информацию, сделанную в программах MS Word или MS Excel;

· создавать различные спецэффекты с элементами анимации и др.

Для создания рисунков рекомендуются графические редакторы Graphic object Design (GOD), Auto CAD, Corel Draw. Для создания таблиц - SC4 (суперкальк 4), Excel и др.

Технология демонстрации видеофрагментов. Видеофрагменты могут быть использованы на следующих этапах урока.

1. Организация класса. Когда необходимо пояснить учащимся цель и содержание последующей работы на уроке, целесообразно показать кадр с указанием темы и перечня вопросов для изучения, кадр для обновления понятий, на которые опирается ученик при усвоении материала. Это могут быть изображения, используемые при формировании этих понятий, и др.

2. Пояснение нового материала. Фрагмент является зрительной опорой, которая помогает наиболее полно усвоить информацию.

Соотношение между словом учителя и информацией на экране может быть разным. Наиболее типичны ситуации:

· если изображение на экране выступает основным источником информации, то в этом случае учитель должен назвать составные части объекта, выделить главное, указать особенности и взаимосвязь частей;

· если изображение на экране дополняет слова учителя, то в этом случае основным источником информации является объяснение учителя, а изображение на экране позволяет продемонстрировать понятия, процессы, законы, схемы, конкретные проявления и др.;

· если изображение на экране является равнозначным словам учителя, то в этом случае учитель поясняет, обобщает или дополняет только то, что показано на экране.

3. Актуализация знаний и мотивация деятельности учащихся. Мотивационно-познавательная деятельность учителя формирует заинтересованность учеников в восприятии информации. Эффект от знаний возможно демонстрировать в виде диаграмм или графиков, показывающих экономический или любой другой эффект от применения информации. Например:

· демонстрация информации, значимой для будущей профессиональной деятельности;

· демонстрация задач науки и техники;

· демонстрация проблем, которые были решены с помощью этой информации, и др.

Для обновления понятий, физических величин, на которые опирается ученик при усвоении информации, целесообразно демонстрировать связанные с ними образы в виде изображений и т. д.

4. Систематизация и закрепление материала необходимы для лучшего запоминания информации. С этой целью в конце занятия учитель демонстрирует наиболее важные фрагменты, позволяющие сделать обзор изученного материала, его повторение, обобщение и др.

В зависимости от содержания учебной информации возможно применять следующие технологические методы:

· "от простого к сложному" - сначала демонстрируется общая упрощенная схема объекта, а затем на схему налагается изображение с более подробными частями;

· "от частного к общему" - показ не более двух объектов; на основе сравнения определяют их свойства, признаки и закономерности;

· "от части к целому" - демонстрируют и объясняют отдельные части объекта, а затем объект в целом или наоборот "от целого к частям";

· "от общего к частному" - сначала демонстрируют общую схему строения объекта, на которой показаны характерные закономерности, а потом демонстрируют несколько частных объектов с характерными или отличительными особенностями.

Для получения дидактического эффекта учителю важно усвоить следующие особенности работы с видеофрагментами.

1. Фрагмент не является самостоятельным источником информации, поэтому требуется пояснение учителя.

2. До занятия необходимо продумать последовательность демонстрации фрагментов и подготовить пояснения к ним.

3. После предъявления фрагмента учитель должен делать паузу для предоставления времени ученику на восприятие информации и только потом осуществить пояснение.

4. Изображение на экране должно появляться только в тот момент, когда оно необходимо. Если необходимости в фрагменте нет, проектор следует выключить.

Правила, которые помогут вам выбрать электронный видеопроектор.

1. Для демонстрации видеоинформации с видеомагнитофона пригоден любой современный электронный проектор со световым потоком выше 500 ANSI (Лм).

2. Для демонстрации компьютерной информации необходимо, чтобы разрешающая способность проектора была не меньше, чем компьютера. Большинство проекторов имеют разрешающую способность SVGA (800 ч 600 точек).

3. При выборе проектора учитывайте срок службы лампы. Он составляет от 700 до 2000 часов непрерывной работы.

4. Используйте специальный отражающий экран. Заранее определите расстояние проектора до экрана и какой размер изображения вы хотите получить.

5. Современные электронные проекторы не требуют полного затемнения.

2. Использование мультимедиа-технологий в образовании.

Преимущества и недостатки использования мультимедиа в обучении школьников

Мультимедиа технологии с каждым днем все больше проникают в различные сферы образовательной деятельности. В большинстве случаев использование мультимедиа-средств оказывает положительное влияние на интенсификацию труда педагогов, а также на эффективность обучения школьников. В то же время любой опытный школьный учитель подтвердит, что на фоне достаточно частого положительного эффекта от внедрения информационных технологий, во многих случаях использование мультимедиа-средств никак не сказывается на повышении эффективности обучения, а в некоторых случаях такое использование имеет негативный эффект. Очевидно, что решение проблем уместной и оправданной информатизации обучения должно осуществляться комплексно.

Педагоги должны учитывать два возможных направления внедрения средств мультимедиа в учебный процесс. Первое из них связано с тем, что такие средства включаются в учебный процесс в качестве "поддерживающих" средств в рамках традиционных методов исторически сложившейся системы школьного образования. В этом случае мультимедиа-ресурсы выступают как средство интенсификации учебного процесса, индивидуализации обучения и частичной автоматизации рутинной работы учителей, связанной с учетом, измерением и оценкой знаний школьников.

Внедрение мультимедиа-ресурсов в рамках второго направления приводит к изменению содержания образования, пересмотру методов и форм организации учебного процесса в преподавании, построению целостных курсов, основанных на использовании содержательного наполнения ресурсов по физике. Знания, умения и навыки в этом случае рассматриваются не как цель, а как средство развития личности школьника. Использование мультимедиа технологий будет оправданным и приведет к повышению эффективности обучения в том случае, если такое использование будет отвечать конкретным задачам урока, если обучение в полном объеме без использования соответствующих средств информатизации затруднительно. В первую группу можно отнести потребности, связанные с формированием у школьников определенных систем знаний. Такие потребности возникают при знакомстве с содержанием материала при проведении занятий, имеющих прикладной характер. Кроме того, они возникают при изучении элементов микро и макромиров, а также в случае необходимости изучения ряда понятий, теорий и законов, которые при традиционном школьном обучении не могут найти требуемого опытного обоснования (изучение невесомости, знакомство с процессами эволюции Вселенной и пр.).

Вторая группа потребностей определяется необходимостью овладения школьниками репродуктивными умениями. Потребности этой группы возникают в ситуациях, связанных с вычислениями (сокращение времени, проверка и обработка результатов). Наряду с этим потребности второй группы возникают при отработке типовых умений (определение цены деления измерительных приборов, взвешивание на рычажных весах, определение направления вектора магнитной индукции или индукционного тока и пр.) и при формировании общеучебных умений (общелогических - систематизации и классификации, анализа и синтеза, рефлексивных - умений планировать лабораторный эксперимент, осуществлять сбор и анализ информации).

Третья группа потребностей определяется необходимостью формирования у учеников творческих умений (главным признаком творчества является новизна полученного продукта). Такие потребности возникают при решении оптимизационных задач, в которых из ряда возможных вариантов выбирается один - наиболее рациональный с определенной точки зрения, при решении задач на выбор самого экономичного решения или наиболее оптимального варианта протекания процесса (нахождение оптимального решения не только математически, но и графически). Потребности этой группы возникают при постановке и решении задач на проверку выдвигаемых гипотез, при необходимости развития конструктивно-комбинаторных творческих умений (использование программ, позволяющих собирать целое из частей, моделировать объекты и процессы). Кроме того, сюда можно отнести и потребности, вытекающие из необходимости моделирования процессов или последовательности событий, что позволяет ученику делать выводы о факторах, оказывающих влияние на протекание процессов или событий. И, наконец, к третьей группе можно отнести потребности, возникающие в ходе лабораторного эксперимента, требующего для своего проведения приборов, недоступных для конкретного учебного заведения или очень длительного (диффузия) или короткого (упругий удар) промежутка времени. При этом такой лабораторный эксперимент может проводиться в рамках педагогических измерений и также повлечь за собой необходимость использования соответствующих информационных и телекоммуникационных технологий. Четвертая группа потребностей связана с необходимостью формирования у школьников определенных личностных качеств. Потребности, относимые к четвертой группе, возникают для организации моделирования, создающего возможности нравственного воспитания обучаемых через решение социальных, экологических и других проблем (анализ возможных последствий аварий, последствий применения различных технологий, позволяющий не только научить учащихся избегать подобных опасностей, но и воспитать нравственные оценки их возникновения в современном мире). Наряду с вышеприведенными потребностями для оправданного и эффективного использования мультимедиа технологий необходимо знать основные положительные и отрицательные аспекты информатизации обучения, использования мультимедиа-ресурсов. Очевидно, что знание таких аспектов поможет использовать мультимедиа там, где это влечет за собой наибольшие преимущества и минимизировать возможные негативные моменты, связанные с работой школьников с современными средствами информатизации. Положительных аспектов использования информационных и телекоммуникационных технологий в образовании (к числу которых, конечно же, относится и мультимедиа) достаточно много. В качестве основных аспектов можно выделить: - совершенствование методов и технологий отбора и формирования содержания материала; - внесение изменений в систему обучения физике; - повышение эффективности обучения за счет его индивидуализации и дифференциации, использования дополнительных мотивационных рычагов; - организация новых форм взаимодействия в процессе обучения; изменение содержания и характера деятельности школьника и учителя. К числу отрицательных аспектов можно отнести свертывание социальных контактов, сокращение социального взаимодействия и общения, индивидуализм, трудность перехода от знаковой формы представления знания на страницах учебника или экране дисплея к системе практических действий, имеющих логику, отличную от логики организации системы знаков. В случае повсеместного использования мультимедиа технологий учителя и школьники становятся неспособными воспользоваться большим объемом информации, который предоставляют современные мультимедиа и телекоммуникационные средства. Сложные способы представления информации отвлекают учеников от изучаемого материала. Следует помнить, что если учащемуся одновременно демонстрируют информацию разных типов, он отвлекается от одних типов информации, чтобы уследить за другими, пропуская важную информацию, а использование средств информатизации зачастую лишает школьников возможности проведения реальных опытов своими руками. Индивидуализация ограничивает живое общение учителей и обучаемых, учащихся между собой, предлагая им общение в виде "диалога с компьютером". Обучаемый не получает достаточной практики диалогического общения, формирования и формулирования мысли на физическом языке.

Наконец, чрезмерное и неоправданное использование компьютерной техники негативно отражается на здоровье всех участников образовательного процесса. Перечисленные проблемы и противоречия говорят о том, что применение мультимедиа-средств в обучении физике по принципу "чем больше, тем лучше" не может привести к реальному повышению эффективности системы общего среднего образования. В использовании мультимедиа-ресурсов необходим взвешенный и четко аргументированный подход. Оправданность и эффективность использования мультимедиа-ресурсов и технологий в образовании являются вопросами, требующими дальнейшего тщательного изучения.

2. Интерактивный аппаратный комплекс на уроках физики

Аппаратное обеспечение

Интерактивная доска - это сенсорный экран, подсоединенный к компьютеру, изображение с которого передает на доску проектор. Достаточно только прикоснуться к поверхности доски, чтобы начать работу на компьютере. Она реализует один из важнейших принципов обучения - наглядность. Интерактивная доска работает вместе с компьютером и видеопроектором, представляя собой единый комплекс. На ней можно делать все то же, что и на обычном компьютере. В интерактивной доске объединяются проекционные технологии с сенсорным устройством, поэтому такая доска не просто отображает то, что происходит на компьютере, а позволяет управлять процессом презентации (двустороннее движение!), вносить поправки и коррективы, делать цветом пометки и комментарии, сохранять материалы урока для дальнейшего использования и редактирования. К компьютеру, и, как следствие, к интерактивной доске может быть подключён микроскоп, документ-камера, цифровой фотоаппарат или видеокамера. И со всеми отображёнными материалами можно продуктивно работать прямо во время урока. Работая с интерактивной доской, учитель всегда находится в центре внимания, обращен к ученикам лицом и поддерживает постоянный контакт с классом.

Таким образом, интерактивная доска еще позволяет сэкономить драгоценное время. Используя такую доску, мы можем сочетать проверенные методы и приемы работы с обычной доской с набором интерактивных и мультимедийных возможностей. Общим для всех досок является метод вывода изображения с помощью проектора. Интерактивные доски делятся на два класса в зависимости от расположения проектора: с фронтальной и обратной проекцией.

Доски с фронтальной проекцией распространены наиболее широко, хотя и обладают очевидным недостатком: докладчик может загораживать собой часть изображения. Чтобы этого не было, проектор подвешивают под потолком как можно ближе к доске, объектив наклоняют вниз, а возникающие трапециевидные искажения компенсируют с помощью системы цифровой коррекции.

Доски с обратной проекцией, где проектор находится позади экрана, существенно дороже и занимают в аудитории больше места, чем доски с прямой проекцией. Поскольку экран работает на просвет, возможны проблемы с видимостью изображения под большими углами. Используемые в интерактивных досках технологии подразделяются на четыре основных типа.

1. Сенсорная аналого-резистивная технология SMARTBOARD 660i.

2. Аналогово-резистивная доска - многослойный "пирог", покрытый износостойким полиэфирным пластиком с матовой поверхностью и широким углом рассеяния света.

- Поверхность достаточно мягкая для того, чтобы немного прогибаться при нажатии.

- Доски работают в течение многих лет, не теряя качества и надежности. Основная угроза для поверхности - случайное применение фломастеров, после которого пластик бывает трудно отмыть.

- Высокое разрешение экрана.

- Для работы не обязательно иметь специальные маркеры, можно пользоваться пальцем или указкой.

- Нельзя при работе опираться кистью руки на доску: она сразу на это среагирует и что-нибудь написать или нарисовать будет невозможно Интерактивные доски, использующие аналого-резистивную технологию, выпускают компании Egan TeamBoard, Interactive Technologies, PolyVision, SMART Technologies.

3. Электромагнитная технология GTCO CAlCOMP INTERWRITE BOARD 1077.

При использовании электромагнитной технологии интерактивная доска имеет твердую поверхность. Внутри слоистой структуры находятся регулярные решетки из часто расположенных вертикальных и горизонтальных координатных проводников. Для работы нужен специальный маркер. Электромагнитные доски обычно откликаются на действия пользователя несколько быстрее, чем аналого-резистивные. Скорость выдачи информации у них 100-120 пар координат в секунду, а, следовательно, время реакции системы ограничивается только производительностью компьютера. Технология изначально разрабатывалась для дигитайзеров, а потому внутренняя разрешающая способность системы (1000-2000 линий на дюйм и выше) избыточна для решаемых доской задач.

4. Лазерная технология Webster LT. Лазерная технология интерактивных досок потребовала для своей разработки немалого искусства. В систему входят два инфракрасных лазерных угломера, обычно располагаемых сверху по углам доски. Для работы нужен специальный маркер. Информация о нажатии на кнопки посылается в систему посредством ультразвука или сигнала какого-либо другого вида. Принципиальный недостаток лазерной технологии - докладчик может случайно перекрыть луч лазера, в результате чего процесс измерения координат нарушается. Лазерные интерактивные доски наиболее дороги в производстве. Их выпускает, только одна компания - PolyVision.

5. Ультразвуковая/инфракрасная технология Система, запатентованная под названием eBeam, использует различие в скорости распространения световых и звуковых волн. Основной недостаток ультразвуковой/инфракрасной технологии тот же, что у электромагнитной и лазерной - необходимо использовать специальный электронный маркер. Электронный маркер испускает одновременно и ИК-свет, и ультразвук. Интерактивные доски с использованием ультразвуковой/инфракрасной технологии выпускают компании Hitachi, Panasonic и ReturnStar.

6. Копи-устройство MIMIO IN TRACTIVE VIRTUAl INK MIMIO XI CAPTURE.

Система MIMIO не является интерактивной доской как таковой, но может превратить в нее любую другую доску, совершенно для этого не предназначенную. При этом работает большинство функций, имеющихся у интерактивных досок. Устройство представляет собой сенсор, крепящийся с помощью липучек на поверхность доски, и маркер с источником ультразвука и отсеком для обычного маркера. Имеется ультразвуковая губка, которой можно стирать как тонкие линии, так и большие площади. Неоспоримым достоинством такой системы видится великолепная транспортабельность и возможность получения интерактивных досок с большими диагоналями, а главная проблема состоит в том, что пластмассовый корпус недостаточно прочен, чтобы выдержать длительную эксплуатацию и многократное перевешивание с места на место. Данное устройство во много раз дешевле интерактивных досок и является идеальным решением для школ с небольшим бюджетом и для решения задач массового внедрения мультимедиа-технологий.

3.1.2. Проектор

Проектор и компьютер для работы с интерактивной доской могут быть практически любыми (например, те, что уже есть в школе) - специальных требований к ним для работы с доской не предъявляется. Мультимедиа-проекторы предназначены для демонстрации как компьютерного, так и видеоизображения, в то время как видео проекторы демонстрируют только видеосигнал. Для проецирования можно легко использовать белые маркерные, а также электронные интерактивные доски. Многие новые проекторы имеют также специальный режим для показа на цветной поверхности: например, серой стене или классической классной доске. Однако в этих случаях нужно иметь в виду, что вы идете на определенный компромисс в вопросе качества изображения. В затемненном помещении проектор может работать в экономичном режиме, но если он используется для презентации при достаточном освещении, чтобы создать рабочую обстановку и предоставить возможность делать записи, экономичный режим обычно не требуется. Но при показе видео в условиях затемнения более комфортным для восприятия можно считать менее яркое изображение, и экономичный режим проектора оказывается очень кстати. Дополнительными преимуществами экономичного режима является снижение уровня шума и продление срока службы лампы. Возможно потолочное расположение проектора и в ряде случаев оно даже предпочтительно. При такой установке проектор не мешает ни зрителям, ни докладчику, а управлять им можно с помощью ПДУ. Сегодня практически у всех проекторов присутствует функция обратного сканирования, и конструкция корпуса допускает инсталляцию с помощью специального потолочного крепления. Потолочное крепление обычно заказывается дополнительно, и оно должно соответствовать выбранному проектору. Яркость проекции зависит главным образом от: 1. Освещенности помещения: чем светлее в зале, тем менее ярким кажется изображение. 2. Типа покрытия полотна экрана: есть экраны, полотно которых усиливает отраженный световой поток в несколько раз, но это всегда сопровождается сужением угла обзора.