Информационные компьютерные технологии на уроках физики

Информационные компьютерные технологии

на уроках физики

Концепция современного образования ставит перед школой ряд проблем, решение которых, зачастую, невозможно без повсеместного внедрения новых компьютерных технологий в обучение. Одной из наиболее продуктивных, в старшем звене, служит технология проблемно-поискового обучения с элементами исследовательской деятельности учащихся. Реализация этой образовательной технологии опирается на активную исследовательскую работу учащихся с лабораторным оборудованием. В настоящее время не может быть споров и сомнений в том, что при обучении физике обязательно широкое применение эксперимента. В ходе эксперимента не только воспроизводится изучаемое явление, процесс или закон, но и исследуется его зависимость от сопутствующих условий и параметров, характеризующих эти условия, производятся необходимые измерения. В процессе эксперимента происходит активное вмешательство исследователя в ход явления с целью постижения его сущности.

Не секрет, что оборудование в большинстве школ физически и морально устарело и не отвечает современному уровню развития техники и технологий. Использование устаревшего оборудования снижает интерес учащихся к предмету, так как они не видят применения полученным навыкам работы с приборами в современной жизни, наполненной новыми цифровыми устройствами. Одним из способов решения этой проблемы, на нынешнем этапе, стало применение ИКТ в образовательном процессе. Опыт работы в этом направлении позволяет выделить ряд преимуществ внедрения в образовательный процесс информационных технологий:

1. Возможность демонстрации экспериментов или физических процессов, которые невозможно осуществить в рамках школьной лаборатории, по причинам:

2. Использование интерактивных моделей позволяет учащимся самим проводить разнообразные опыты и решать экспериментальные задачи;

3. Решает вопрос с отсутствием или нехваткой необходимого лабораторного оборудования в ситуациях, где виртуальный эксперимент способен заменить реальный физический;

4. Позволяет разнообразить процесс обучения, что повышает интерес у учащихся к учебе;

5. Позволяет реализовать интеграцию образовательных областей, таких как, физика, информатика, математика и др. при которой учащиеся могут применять свои знания и навыки в различных дисциплинах;

6. Моделирование физических процессов их расчет и анализ с помощью компьютера;

7. В перспективе,- использование интерфейсных блоков, сопрягаемых с ЭВМ, и датчиков физических величин для демонстрационного и лабораторного учебного эксперимента, что модернизирует традиционное физическое оборудования для выполнения демонстрационного и лабораторного эксперимента.

Конечно же, для реализации всех этих преимуществ внедрения компьютерных технологий необходимо техническое и программное обеспечение. К сожалению, компьютерами, на данный момент, оснащен только один кабинет в школе - кабинет информатики, что, конечно же, вызывает определенные трудности с использованием компьютерного оборудования. Что касается программного обеспечения, то сегодня имеется большое количество доступных программ, начиная от обычных электронных учебников по физике и заканчивая целыми образовательными комплексами, включающими в себя: теоретический материал по предмету, мультимедиа презентации, интерактивные модели физических процессов и экспериментов, лабораторные работы с использованием ПК, наглядные пособия, таблицы и тесты. Так, например такие программы:

1 С: Школа «Библиотека наглядных пособий»; программу Физикона - «Открытая физика», физика 7-11 класс; Институт новых технологий образования и разработчик Knowledge Revolution - «Живая физика»; «Кирилл и Мефодий» - «Библиотека электронных наглядных пособий», физика 7-11 класс.

Проблемно-поисковые технологии наиболее успешно применяются в работе с интерактивными компьютерными моделями физических процессов или моделями физических устройств. Речь идет о физических моделях или так называемых, натурных моделях которые положены в основу моделирования физических процессов с помощью компьютера.

Эксперимент с компьютерными моделями в физике состоит в том, что описание реального объекта осуществляется на языке соответствующего языка математики. Математическое описание является важной частью модели, позволяющее локализовать влияние отдельных факторов, изучать их последовательно, в зависимости от интенсивности их воздействия. Это дает возможность проводить качественный анализ воздействия на физическую систему в широких пределах, изучать «перераспределение ролей» различных факторов при изменениях системы. Естественно, что такое описание модели позволяет делать количественные оценки поведения системы и сравнивать их с экспериментальными данными.

Зачастую математически модель содержит параметры, определение которых возможно только при сравнении расчетов с экспериментом. Обобщенная схема физическая система - физическая модель - математическая модель позволяет исследовать широкий класс физических явлений и процессов.

ЭВМ принципиальным образом изменили, прежде всего, саму постановку эксперимента, позволив многократно сократить сроки проведения циклов измерений и обработки результатов. В настоящее время существует множество моделирующих программ, носящих название программных педагогических средств или программно-методических комплексов, разработанных практически по всем разделам школьного курса физики.

Для реализации методики проведения компьютерного физического эксперимента, нужно создать комплекс программно-физического оборудования включающего: интерактивную модель колебательного контура, звуковой генератор, Microsoft Excel, чтобы школьники изучали зависимость периода и частоты колебаний от индуктивности катушки и электроемкости конденсатора, проверяли зависимость тремя способами: на основе математической и компьютерной моделях и по расчетам в табличном электронном редакторе.

Итогом подобной работы служит более глубокое понимание учащимися сущности физических явлений, способность самостоятельно ставить перед собой проблему и находить пути её решения, выдвигать гипотезы и проверять их экспериментально. Компьютер используется не только как средство обучения, но и как универсальный физический прибор, позволяющий не просто находить нужную информацию, но и ставить ряд уникальных физических опытов. Конечно, компьютер не может, да и не должен полностью заменять реальный физический эксперимент на уроках и работу учащихся с приборами « в живую». Никакая красивая картинка на экране монитора не заменит физический эксперимент, произведенный своими руками. Однако, применение современных ИКТ на уроках физики раскрывает новые возможности в обучении, позволяет развивать творческие способности учащихся, активизировать познавательную деятельность и повышать мотивацию к обучению.