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

3. Расположения проектора и экрана относительно падающего света: при прямой внешней засветке изображение теряет яркость. 4. Размера проекции: меньшее по величине изображение выглядит более ярким. Обратная проекция - это проекция изображения на просветный экран, при которой зритель и проекционное оборудование расположены по разные стороны экрана. При такой установке проектора достигается более высокое качество проецируемого изображения, так как освещение в помещении практически не влияет на качество демонстрации. Докладчик может находиться непосредственно перед экраном, не заслоняя собой проекцию.

3.2. Методические особенности использования возможностей интерактивной доски на уроках физики

Использование интерактивной доски дает новые возможности образовательному процессу, такие как:

1. Интерактивность - это поочередное взаимодействие учителя и ученика с использованием цифрового образовательного ресурса. Каждое действие или реакция участников взаимодействия отражается на доске, доступно для рассмотрения, осознания и обсуждения всеми участниками образовательного процесса.

2. Мультимедийность - это представление объектов и процессов не традиционным текстовым описанием, а с помощью фото, видео, графики, анимации, звука, т.е. в комбинации средств передачи информации. Интерактивная доска выводит мультимедийность на качественно новый уровень, включая в процесс восприятия информации не одного человека (как в случае работы ученика с ПК), а весь коллектив обучающихся, что более удобно и целесообразно для последующего процесса обсуждения и совместной работы.

3. Коммуникативность - это возможность непосредственного общения участников образовательного процесса, оперативность диалога каждого участника, контроль за состоянием процесса.

4. Моделинг - имитационное моделирование реальных объектов или процессов, явлений. Моделинг реализуется при помощи интерактивной доски, но только при наличии соответствующего цифрового образовательного ресурса. В данном случае функции доски предоставляют возможность как индивидуального, так и коллективного взаимодействия с моделью, обсуждения ее работы и получившихся результатов.

5. Производительность - в контексте использования компьютера означает автоматизацию нетворческих рутинных операций, одновременную работу со всем коллективом в целом, рассмотрение наиболее важных для всех учащихся моментов. Следовательно, использование интерактивной доски приводит и к расширению возможностей урока:

- обогащает деятельность учащихся спектром чувственных ощущений (первый, эмпирический, уровень мышления), являющихся базой для абстрактного мышления (второй, высший уровень мышления - теоретический);

- помогает создать мотив не только утилитарный и защитный, но и мотив самовыражения;

- позволяет увеличить объем информации, не увеличивая темпа урока;

- дает возможность продемонстрировать в интерактивном режиме эксперимент, который невозможно качественно провести в школьной лаборатории;

- позволяет менять параметры процесса; - позволяет увеличить время и уровень самостоятельной работы учащихся; - уменьшает возможность бездеятельности учащихся, дает возможность сосредоточить и удерживать внимание учащихся;

- ученик, пропустивший урок, получает материалы урока в электронном виде;

- позволяет учителю не вещать информацию и передавать знания, а управлять учебным процессом, создавая информационную среду урока;

- информационные границы урока значительно расширяются возможностью доступа к мультимедийным файлам и интернет-ресурсам, на которые в работе выполнены гиперссылки.

Мультимедийные средства можно использовать на каждом этапе урока:

1. Этап формирования мотивации обучающихся к деятельности по освоению нового материала. Одним из аспектов такой мотивации является природное любопытство детей. Невозможность объяснить увиденное из-за недостаточности знаний пробуждает в них азарт к обучению. Например, при демонстрации видеофрагмента "Катастрофа на Такомском мосту" у учащихся тут же возникает вопрос: "В чем причина разрушения моста?". Функции интерактивной доски позволяют оперативно, используя ссылку вернуться к этому видеофрагменту. Важным преимуществом в работе с интерактивной доской является значительная экономия времени, которую обеспечивают интуитивно понятный, дружественный графический интерфейс, удобство и простота навигации.

2. Этап активного и сознательного усвоения новых знаний.

Активные методы обучения в сочетании с использованием мультимедиа помогают изменить роль учащегося, превращая его из пассивного слушателя в активного участника учебного процесса. Основным средством активизации обучения является самостоятельная работа школьников. Например, самостоятельно учащиеся выводят уравнение движения математического маятника, используя при этом инструктивный план, созданный в виде презентации в программе Microsoft Power Point и демонстрируемый в режиме Офис на интерактивной доске. Каждый этап вывода формулы появляется с использованием эффекта анимации по клику маркера по доске. При этом можно использовать заранее подготовленные рисунки из Галереи, создавать надписи с применением экранной клавиатуры. В зависимости от уровня подготовки учащихся и особенностей аудитории возможны варианты работы в ходе урока: вывод осуществляется одним или несколькими учащимися, клонируются страницы без рукописного текста для повторного вывода формулы, сохраняются слайды как с ошибочными, так и с нестандартными выкладками для дальнейшей работы. Активизирует познавательную деятельность обучающихся и проблемное изложение нового материала. Например, изучение темы "Механический резонанс" можно начать с создания проблемной ситуации посредством серии вопросов "Почему происходит явление?". Удобство использования слайдов презентации состоит в следующем: все вопросы одновременно находятся на экране, во время дискуссии можно установить общие признаки, а затем и причины явлений, в процессе обсуждения для акцентирования внимания на "ключевых" словах применяем текстовыделитель панели инструментов. После установления причины возрастания амплитуды колебаний (совпадение частот) делаем вывод, который фиксируется на пустом слайде с помощью цветных маркеров. Причем возможности интерактивной доски позволяют значительно повысить эффективность урока: экономия времени возникает за счет использование готовых информационных объектов (чертежей, графиков, схем, диаграмм). Можно использовать и звуковые фрагменты - дикторский текст, например, при формулировке определения резонанса. Возможность вернуться к предыдущему слайду позволяет проанализировать описанные явления и ответить на вопрос вредное или полезное действие оказывал резонанс? И уже сами учащиеся могут сформулировать новую проблему: где применяется и устраняется механический резонанс в жизни человека. На этом этапе урока можно предложить ребятам домашнее задание: дополнить презентацию своими слайдами. Активность учащихся проявляется в самостоятельном поиске ресурсов, средств и способов решения поставленной проблемы, в приобретении знаний, необходимых для выполнения практической задачи. Активные методы обучения не только резко улучшают запоминание материала, но и способствуют его реализации в повседневной жизни. В результате поисковой работы учащихся и использования функции Microsoft Power Point "слияние презентаций" появляется совместный проект, который обсуждается на уроке, при этом в реальном времени на проецируемое изображение можно наносить пометки, делать чертежи и записи. 3. Этап организации активной познавательной деятельности учащихся при систематизации, обобщении и закреплении учебного материала. Одним из условий достижения положительных результатов является применение различных способов закрепления знаний, требующих мыслительной активности обучающихся. - Использование интерактивных моделей при выполнении практических работ исследовательского характера. Например, по компьютерной модели колебаний груза на пружине, можно дать задания разного уровня сложности на чтение графиков: Установить зависимость между изменяющимися в процессе колебаний параметрами. Эту зависимость удобно представить в виде таблицы, которую можно строить с помощью электронного маркера прямо поверх документа, переносить таблицу и другую важную информацию на следующую страницу с использованием инструмента "Частичная съемка". - Задание с недостающими или "скрытыми" данными: определить массу колеблющегося груза. Для акцентирования внимания учащихся на недостающих данных используем цветные маркеры, а также инструмент "Прожектор", который позволяет выделить только нужную часть экрана. - Используя интерактивную доску, можно организовать и такую форму активной деятельности учащихся с интерактивными моделями: в качестве домашнего задания учащиеся получают индивидуальные задачи или составляют их тексты сами (с учетом функциональных возможностей модели и диапазонов изменения числовых параметров величины). Выполненная работа сканируется, а на уроке правильность решения проверяется с помощью компьютерного эксперимента. Возможна корректировка работы с помощью маркера в режиме Офис. В процессе подготовки к уроку можно создать несколько страниц с детскими работами, что значительно повышает производительность урока. - Организация выступлений учащихся с мультимедийным сопровождением. В основе этой работы лежит использование метода информационного ресурса, основная цель которого - закрепление и расширение теоретических знаний путем ориентации обучающегося в огромном количестве самой разнообразной информации. Главное достоинство этого метода - возможность для обучающегося многократно обрабатывать учебную информацию в доступном для него темпе и в удобное время. Деятельностью ученика при подборке и систематизации мультимедиа-ресурсов, оформлении презентации руководит учитель. Интерактивное устройство дает возможность работать непосредственно у доски, без использования мыши и клавиатуры, что делает сообщение учащихся более зрелищным, приучает их к публичным выступлениям. - Формирование умений и навыков при выполнении тренировочных заданий. Использование инструмента "Шторка" позволяет скрыть решение или ответы к задаче, что применяется при поэтапной или самостоятельной проверке решения. Перемещение объектов позволяет учащимся составлять логические цепочки, схемы, размещать информацию в сравнительных и обобщающих таблицах, диаграммах и многое другое. При этом используется функция клонирования, перетаскивания объектов; построение таблиц заданного формата осуществляется в PowerPoint, затем они переносятся на страницу Interwrite Board. Учащимся могут быть предложены следующие задания: 1. Перемещая объекты, заполните таблицу "Полная механическая энергия системы". 2. Заполните таблицу, перемещая буквы, соответствующие правильным ответам теста. Прочитайте термин, обозначающий распространение колебаний в пространстве. Правильный ответ спрятан за "шторкой". Цвет можно использовать для акцентирования внимания учащихся на чем-то важном, для обозначения связи между элементами схем, рисунков, формул, для построения нескольких графиков в одной плоскости. Например, учащимся могут быть предложены задания, при выполнении которых используются разные цвета маркеров: 1. Постройте график колебаний цветом, соответствующим цвету задания. 2. Заполни таблицу соответствующим цветом. 3. Выберите правильные и неправильные утверждения и обозначьте их стрелками соответствующего цвета. При отработке умения чтения графиков, их сортировке по общим признакам очень удобно пользоваться Галереей, где заранее создана папка с комплектом всевозможных графиков. Их легко можно перенести в любое место на новой странице конспекта, изменить размеры, клонировать. Всё, что учащиеся делают на доске, можно сохранить и использовать в последующем. Страницы можно разместить сбоку экрана, как эскизы, при этом всегда имеется возможность вернуться к предыдущему этапу урока и повторить ключевые моменты занятия. Хорошо использовать созданный материал на уроках повторения, подготовки к контрольной работе, практической работе, в качестве мотивации к уроку. Вставка или вырезка частей изображения наряду с отменой и повтором действия позволяют создавать на уроке ситуацию успеха, ведь ученик знает, что всегда может исправить свои ошибки. 4. Этап организации контроля знаний. - Выполнение интерактивных упражнений, тестов, проверочных и контрольных работ. В своей работе я использую такие готовые цифровые образовательные ресурсы, как полный интерактивный курс физики "Открытая физика 2.6", "Живая физика", "Уроки физики K&M ". "Репетитор по физике"

Конечно, на первом этапе время на предварительную подготовку учителя при использовании интерактивной доски увеличивается, но постепенно накапливается методическая база, которая значительно облегчает подготовку к урокам в дальнейшем. Таким образом, использование интерактивной доски помогает не только создать позитивный эмоциональный настрой и положительную рефлексию, но и обеспечить устойчивую мотивацию обучающихся к получению знаний, повысить их познавательную активность. Использование интерактивной доски на уроках физики - это ещё один шаг к экономному расходованию времени урока, повышению интереса к предмету, так как благодаря именно этой науке создаются подобные приборы. Но все же в ряде случаев важно отдавать предпочтение традиционным методам обучения, средствам наглядности. Современные компьютерные технологии должны помогать обучению предмету, а не заменять его.

- Большее разнообразие учебных ситуаций достигается на традиционных уроках с самостоятельными построениями с помощью карандаша и линейки и переосмыслением изученного. - Никакая модель или видеофрагмент о математическом маятнике не заменит реального физического эксперимента. - Компьютер никогда не заменит общения с настоящим, реальным учителем. В любом случае, интерактивная доска с методической точки зрения является полноценным, хотя и виртуальным, участником образовательного процесса, к тому же с заданными параметрами, которые, разумеется, определяет учитель. Главное, эффективно задать эти параметры и определить место доски на уроке и вне урока. Надо помнить, что в основе образования лежит развитие ученика, его умение работать с любыми средствами информации (не только электронными), грамотно проводить эксперимент (не виртуальный), его коммуникативные умения, а интерактивная доска является средством, с помощью которого учитель может достичь различных задач, поставленных на уроке и во внеклассной работе. А для того чтобы эффективно задавать эти параметры доски и определять ее место учителю надо выработать некий алгоритм, следуя которому он сможет успешно подготовиться к занятию с использованием интерактивной доски.

Например:

- Определить тему, цель и тип занятия;

- Составить временную структуру урока, в соответствии с главной целью наметить задачи и необходимые этапы для их достижения.

- Продумать этапы, на которых необходимы инструменты интерактивной доски;

- Из резервов компьютерного обеспечения отобрать наиболее эффективные средства.

-Рассмотреть целесообразность их применения в сравнении с традиционными средствами. - Отобранные материалы оценить во времени: их продолжительность не должна превышать санитарных норм; рекомендуется просмотреть и прохронометрировать все материалы, учесть интерактивный характер материала.

- Составить временную развертку (поминутный план) урока.

- При недостатке компьютерного иллюстрированного или программного материала провести поиск в библиотеке или Интернете или составить авторскую программу.

- Из найденного материала собрать презентационную программу. Для этого написать ее сценарий.

- Заранее подготовить учащихся к восприятию занятия с использованием интерактивной доски;

- Апробировать урок.

При создании занятия с использованием интерактивной доски необходимо пользоваться определенными критериями отбора информации. Содержание, глубина и объем научной информации должны соответствовать познавательным возможностям и уровню работоспособности учащихся, учитывать их интеллектуальную подготовку и возрастные особенности. При отборе материала для зрительного ряда описания модели избегать дальних планов и мелких деталей. Зрительный ряд и дикторский тест должны быть связаны между собой, создавать единый поток информации и подавать ее в понятной учащимся логической последовательности, порционно шаговым методом в доступном учащимся темпе. Выделять в текстах наиболее важные части, используя полужирное, курсивное начертание знаков и другие приемы.

3. Основные понятия атомной физики, изучаемые в общих и профильных школах

При определении содержания и методов изучения данного раздела необходимо руководствоваться такими основными факторами, как научной значимостью отобранного для изучения материала и важностью его практических приложений.

В процессе изучения атомной физики рассматриваются такие понятия как строение атома, протон, нейтрон, электрон, состав ядра атома, радиоактивность, деление ядер и многие другие понятия в зависимости от профиля школы. Все эти вопросы имеют очень большое значение, так как на их основе создаётся у учеников расширенное мировоззрение об окружающем нас мире.

По государственному общеобразовательному стандарту минимальный уровень усвоение знаний по атомной физике для базовых и профильных школ разделяют следующим образом:

Стандарт полного базового образования

Планетарная модель атома. Квантовые постулаты Бора. Лазеры. Модели строения атомного ядра. Ядерные силы. Дефект массы и энергия связи ядра. Ядерная энергетика. Влияние ионизирующей радиации на живые организмы. Доза излучения. Закон радиоактивного распада и его статистический характер.

Стандарт полного профильного образования

Планетарная модель атома. Квантовые постулаты Бора и линейчатые спектры. Гипотеза де Бройля о волновых свойствах частиц. Дифракция электронов. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Спонтанное и вынужденное излучение света. Лазеры. Модели строения атомного ядра. Ядерные силы. Нуклонная модель ядра. Энергия связи ядра. Ядерные спектры. Ядерные реакции. Цепная реакция деления ядер. Ядерная энергетика. Термоядерный синтез. Радиоактивность. Дозиметрия. Закон радиоактивного распада.

Разница требований к выпускникам довольно ощутимая. В профильный минимум были включены такие темы как:

-Гипотеза де Бройля о волновых свойствах частиц;

-Дифракция электронов;

-Соотношение неопределенностей Гейзенберга;

-Нуклонная модель ядра ;

-Ядерные спектры;

-Термоядерный синтез;

-Дозиметрия.

Однако многие учебники физики для базовых школ включают в себя некоторые вопросы для более углубленного изучения.

Например:

В.А.Касьянов "Физика 11 класс" включает в себя понятия по атомной физике:

Строение атома. Постулаты Бора. Лазер. Состав атомного ядра. Энергия связи. Синтез и деление ядер. Радиоактивность. Ядерная энергетика. Термоядерный синтез. Ядерное оружие. Влияние ионизирующей радиации на живые организмы. Элементарные частицы. Фундаментальные взаимодействия.

Такие учебники повышают уровень знаний учащихся базовых школ.

Демонстрационный эксперимент должен являться основной составляющей экспериментального курса физики, как правило, все основные физические понятия должны демонстрироваться на опыте. Хороший демонстрационный опыт, проведенный во время теоретического изложения и отражающий физическое явление, позволяет преодолеть часто возникающий на начальной стадии обучения формальный подход к физике. Демонстрационные опыты, как известно, формируются накопленные ранее предварительные представления, которые к началу изучения физики далеки и у всех учащихся бывают одинаковыми и безупречными. На протяжении всего курса изучения физики эти опыты накопляют и расширяют кругозор учащихся. Они зарождают правильные начальные представления о новых физических явлениях и процессах, раскрывают закономерности, знакомят с методами исследования, показывают устройство и действия некоторых новых приборов и установок, иллюстрируют практическое применение физических законов. Все это конкретизирует, делает более понятным и убедительным теоретическое изучение материала, возбуждает и поддерживает интерес к физике.

Однако поставить реальную демонстрацию по атомной физике довольно-таки сложно по причине опасности проведения для здоровья человека.

Существуют два выхода из такой ситуации:

1.Для обеспечения наглядности при изучении физики широко применяют "материальные" модели, в которых рассматриваются не сами изучаемые явления, а их аналоги.

Этот метод хорошо может применяться при изучении атомной физики. Примером такой демонстрации может служить аналогия строения атомного ядра и беспорядочного расположения детей (в равных количествах мальчиков и девочек) в центральном круге баскетбольной площадки.

Мальчики будут олицетворять протоны, а девочки нейтроны. Если же попросить детей собраться в кучки мальчики с мальчиками, а девочки с девочками, тогда в сутолоке они начнут толкаться и строй вытянется в овал, что является аналогией деления ядер.

Ещё одним примером такой модели может бать капельная модель ядра, где строение ядра рассматривается как капля жидкости.

Данные модели являются не плохой альтернативой для показа демонстраций. Однако главным минусом модельного эксперимента является то, что не ко всему можно сделать аналогию и механические модели искажают свойства микромира.

2. Для того, что бы показать любой эксперимент по атомной физике во всей его полноте прибегают к компьютерному моделированию.

С точки зрения преподавателя очевидное, лежащее на поверхности достоинство компьютерного моделирования заключается в возможности создавать впечатляющие и запоминающиеся зрительные образы. Такие наглядные образы способствуют пониманию изучаемого явления и запоминанию важных деталей в гораздо большей степени, нежели соответствующие математические уравнения. Моделирование позволяет придать наглядность абстрактным законам и концепциям, привлечь внимание учащихся к тонким деталям изучаемого явления, ускользающим при непосредственном наблюдении. Графическое отображение результатов моделирования на экране компьютера одновременно с анимацией изучаемого явления или процесса позволяет учащимся легко воспринимать большие объемы содержательной информации.

Заключение

Информатизация современного общества и тесно связанная с ней информатизация образования характеризуются совершенствованием и массовым распространением информационных и телекоммуникационных технологий. Они широко применяются для передачи информации и обеспечения взаимодействия преподавателя и обучаемого в современной системе образования. В связи с этим учитель должен не только обладать знаниями в области информационных и телекоммуникационных технологий, но и быть специалистом по их применению в своей профессиональной деятельности. Важно, что информатизация образования обеспечивает достижение двух стратегических целей.

Первая из них заключается в повышении эффективности всех видов учебной деятельности на основе использования информационных и коммуникационных технологий.

Вторая - в повышении качества подготовки выпускников с новым типом мышления, соответствующим требованиям информационного общества.

При введении новых информационных технологий в процесс обучения физике учитель должен знать:

- положительные и отрицательные аспекты использования информационных и коммуникационных технологий;

- роль и место информатизации образования в информационном обществе;

- видовой состав и область эффективного применения средств ИКТ;

- общие методы информатизации, адекватными потребностям учебного процесса, контроля и измерения результатов обучения;

- требования, предъявляемые к средствам ИКТ;

- понятийный аппарат.

Систематическое внедрение в процесс преподавания физики мультимедийных технологий способно расширить и изменить существующий арсенал методических средств.

ЛИТЕРАТУРА

1. Десненко С.И. Моделирование в физике. //1 сентября. Физика

2. Информационные технологии. // 1 сентября. Физика, 2003 №23.

3. Компьютерный эксперимент. // 1 сентября. Физика, 2003 №32.

4. Методика преподавания физики в средней школе. / Б.С. Зворыкин, Ю.А. Коварский - М.: Просвещение, 1975. - 346 с.

5. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования / под ред. Е. С. Полат - М.: Академия, 2000. - 272 с.

6. Оптика и атомная физика: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. - М.: Академия, 2000. - 408 с.

7. Программно-методические материалы. Физика. 7-11 кл. / В.А. Коровин

8. Психология. Учебник для студентов высш. пед. учеб. заведений / Р. С. Немов, в 2 кн. Кн. 2. Психология образования. - 2-е изд. - М.: Просвещение

9. Падерина Т. В. "Возможности использования компьютера при обучении физике" // Физика в школе - 2000 №6.

10. Теория и методика обучения физике в школе: Общие вопросы. Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / С.Е. Каменецкий

11. Теория и методика обучения физике в школе: Частные вопросы. Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / С. Е. Каменецкий и др.

12. Технические средства обучения в общеобразовательной школе: Учебное пособие для студентов пед. институтов и учащихся пед. училищ / Г.И.Рах, И.И. Дрига, Э.И. Кузнецов, С.А. Жданов. - 2-е изд., перераб. и доп

13. Физика. Учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. - 11-е изд. - М.: Просвещение, 2003. - 336 с.

14. Физика. Учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений / В.А. Касьянов. - 3-е изд., дораб. - М.: Дрофа, 2003. - 416 с.

15. Физика. Задачник. 10-11 кл.: Пособие для общеобразовательных учреждений. - 7-е изд., стереотип. / А.П. Рымкевич. - М.: Дрофа, 2003

Размещено на Allbest.ru