Содержание, виды и формы организации учебной деятельности по формированию и развитию ИКТ-компетенций с использованием средств ИКТ по физике. Фрагмента урока по физике в 9 классе

Переход от «знаньевоцентрического» подхода в обучении (знания ради знаний) к «компетентностному» обучению предполагает воспитание такого человека и гражданина, который будет приспособлен к постоянно меняющимся условиям жизни. За основу понятия компетентности взяты способность брать на себя ответственность, участвовать в демократических процедурах, общаться и обучаться на протяжении всей жизни, проявлять самостоятельность в постановке задач и их решении. В рамках примерной программы используется следующее определение ИКТ - компетентности.

ИКТ-компетентность - это способность учащихся использовать информационные и коммуникационные технологии для доступа к информации, для ее поиска, организации, обработки, оценки, а также для продуцирования и передачи/распространения, которая достаточна для того, чтобы успешно жить и трудиться в условиях становящегося информационного общества.¹ Формирование и развитие ИКТ - компетентности обучающихся включает в себя становление и развитие учебной (общей и предметной) и общепользовательской ИКТ-компетентности, в том числе: способности к сотрудничеству и коммуникации, к самостоятельному приобретению, пополнению и интеграции знаний; способности к решению личностно и социально значимых проблем и воплощению решений в практику с применением средств ИКТ.

Формирование у школьников ИКТ-компетентности требует от учителей использования специальных методов и приемов:

• учитель должен быть настроен на формирование этой компетентности

(т.е. помнить о ней всегда);

• потребуется изменение дидактических целей типовых заданий, которые вы обычно даете своим учащимся (целей будет как минимум две: изучение конкретного учебного материала и формирование ИКТ- компетентности);

• на уроках следует выделять время для самостоятельной работы с текстом с дальнейшим групповым обсуждением;

• формированию ИКТ-компетентности помогает использование активных методов обучения (групповая или командная работа, деловые и ролевые игры и т.д.).

ИКТ-компетентность педагогов может оцениваться через экспертную оценку разработок их уроков. Для отдельной темы (отдельного занятия) в поурочном планировании курса (разрабатываемом учителем на основании примерных программ курсов и методических разработок) выделяются компоненты учебной деятельности учащихся, в которых активно используются средства ИКТ: подготовка сообщения, поиск информации в интернете, видео-фиксация наблюдаемых процессов, проведение эксперимента с цифровой фиксацией и обработкой данных и т.д.

После проведения темы (занятия) осуществляется сравнение с планом реального активного использования ИКТ каждым учащимся (как правило, не имеется в виду ответ на задания с выбором ответа, слушание лекции педагога с аудио-видео сопровождением). Вычисляется доля (процент) информатизации темы усреднением по учащимся.

Одним из значительных преимуществ (и в работе профессионала и в работе учащегося), обеспечиваемым применением ИКТ, является простота внесения изменений (в том числе - исправлений ошибки, улучшений, дополнений) в работу. В ходе создания своего продукта - гипермедиа объекта, учащийся легко исправляет возникающие по ходу дела ошибки, меняет структуру продукта, добавляет новые ссылки, расширяет отдельные компоненты. В ходе взаимодействия с другими возникает ситуация учета предложений по улучшению. Это представляется очень важным элементом формирующейся системы образования в целом. Учитель из оценщика и судьи, решение которого «окончательно и обжалованию не подлежит», превращается в коллегу по работе, который дает совет, как что-то сделать лучше и потом радуется, если учащемуся совет удалось реализовать. Учащийся при этом формирует способность учитывать мнение других, а постепенно формирует и большую рефлексивность, самокритичность, объективность и эмпатию в оценке работы другого, а так же умение учиться новому.

Размещение информационного (гипермедийного) объекта в информационной образовательной среде дает возможность учителю:

• проанализировать классную работу в день ее выполнения (с возможным использованием средств автоматизации проверки) и представить ее анализ учащимся до следующего занятия;

• установить время для выполнения домашней работы и проанализировать ее результаты в день выполнения, подробно индивидуально ее прокомментировать, не опасаясь нежелательной интерференции за счет присутствия других детей и не затрачивая их время;

• проанализировать типичные проблемы, возникшие при выполнении домашних заданий, спланировать и провести их обсуждение на очередном занятии.

• установить время для индивидуальных или групповых консультаций в Интернете, во время которых учитель отвечает на вопросы по курсу, в том числе - заранее полученные письменные или аудио.

Содержание, виды и формы организации учебной деятельности по формированию и развитию ИКТ-компетенций с использованием средств ИКТ по физике. Фрагмента урока по физике в 9 классе.

ФИО учителя

Ялова Надежда Васильевна

Наименование ОУ

МБОУ Леньковская СОШ№1 Благовещенского района Алтайского края

Наименование предмета

физика

Класс

9

Раздел и тема календарно-тематического плана

Законы взаимодействия и движения тел.

Лабораторная работа №2 «Измерение ускорения свободного падения»

Средство ИКТ

Элемент ИКТ-компетенции

Вид организации учебной деятельности (изучение учебного материала и изготовление учебного продукта на его основе)

Формы организации учебной деятельности

Цифровая лаборатория Архимед 4.0

1.Обращение с устройствами ИКТ

2.Анализ информации, математическая обработка данных в исследовании

поисково-исследовательский

групповая

Описание учебной деятельности, направленной на формирование ИКТ-компетенции

Деятельность учителя (задание для обучающихся)

Деятельность обучающихся

- учит школьников применять современное программное обеспечение в школьном эксперименте.

- создает условия для доказательства, что при свободном падении тело движется к Земле с постоянным ускорением, величина которого в вакууме не зависит от массы и формы тела;

- обеспечивает личностно значимую для учащихся постановку учебной задачи, вызывающую потребность ученика в новом - трудном, но посильном.

- Организует поиск решения учебной задачи путем раскрытия субъектного опыта учащихся: в диалоге, ролевой игре, рефлексии, а не в вопросно-ответной форме, т. е. в личностно ориентированных ситуациях:

а) поиск идеи, гипотезы решения;

б) составление ориентировочной основы действий для решения;

в) максимальная самостоятельность учащихся (подсказка лишь после попыток самостоятельного решения проблемы);

г) привлекает учащихся к анализу этапов решения учебной задачи, стимулирует учащихся к высказываниям без боязни ошибиться, ориентирует на использование разных способов действий, привлекает к анализу собственных затруднений учащихся (рефлексия), поощряет нестандартные учебные действия;

- участвует в постановке новой учебной задачи, ее переопределении, в выявлении противоречия, проблемы; пытается вместе с учителем и другими учащимися выявить идею, гипотезу ее решения, предлагает свои варианты решения, свое видение проблемы.

- учится в каждой учебной задаче выявлять метод решения, ход получения знания, учится отделять способ решения от результата.

- выполняет задания дифференцированного типа, стремясь выделить обобщенные способы действий.

- охотно анализирует свою учебную работу, свое психологическое состояние, открыто демонстрирует свои "плюсы и минусы".

5 группа

Цель: Измерить ускорение свободного падения и сделать вывод.

Оборудование, необходимые измерения, средства измерения

• 
  Персональный компьютер

• 
  Регистратор данных USB Link

• 
  Датчик расстояния

• 
  Соединительный провод для датчика

• 
  Гладкий резиновый мячик диаметром 5-6 см

• 
  Лабораторный штатив

• 
  Мерная лента

Проведение эксперимента, обработка результатов измерений

Подготовка эксперимента

1. 
   Соберите оборудование в соответствии с вышеприведенной схемой.

2. 
   Закрепите датчик расстояния в штативе и установите штатив на краю стола.

3. 
   Отрегулируйте положение датчика так, чтобы он находился на высоте 140-150 см от поверхности пола.

4. 
   Подключите USB Link к USB порту ПК. Подключите датчик к USB Link.

5. 
   Запустите MultiLab на ПК.

6. 
   В программе MultiLab установите параметры измерений при помощи кнопки ISITUPI

7. 
   Настройка регистратора

Частота:

Замеры:

25 замеров/с

5000

Проведение эксперимента

1. Удерживайте мячик под датчиком расстояния в 40 см от него.

Примечание
Для упрощения повторного проведения эксперимента рекомендуем отметить начальное положение мячика на штативе или линейке.

2. 
   Начните регистрацию данных. Для этого нажмите кнопку Пуск на панели инструментов MultiLab. Показания датчика будут отображаться на экране в виде графика.

3. 
   Отпустите мячик. Наблюдайте построение графика на экране MultiLab.

4. 
   После удара мячика об пол остановите регистрацию, нажав кнопку Стоп на панели инструментов MultiLab. Примерный вид графика зависимости координаты от времени:

^ Анализ результатов эксперимента

1. 
   Определите формулу зависимости расстояния от времени при свободном падении. При помощи двух курсоров выберите участок графика, на котором мячик сначала движется вверх, а потом вниз, и в меню График выберите инструмент Отрезать. Вы увидите отдельно вырезанный участок графика, а в Карте данных в списке Вырезанные данные отобразится новая пиктограмма. Для этого в меню Анализ выберите пункт Мастер анализа. В открывшемся окне в Наборе данных выберите нужный график. Выберите тип аппроксимации Полином и укажите порядок полинома равный

2. 
   Нажмите ОК. В информационной панели под окном графика появится формула. Если эксперимент и обработка данных проведены корректно, то коэффициент при квадратичном члене (х²) должен быть равен половине ускорения свободного падения (4,9), коэффициент при .г - начальной скорости при отскоке мячика от пола, а свободный член - расстоянию от датчика до пола.

3. Повторите эксперимент несколько раз, отпуская мячик с различной высоты, и затем
сравните значения ускорения и времени падений (время падения должно быть пропорционально квадратному корню из значения высоты).

Формулировка планируемых результатов (в рамках элемента ИКТ-компетенции):

1.Выпускник научится:

• подключать устройства ИКТ к электрическим и информационным сетям, использовать аккумуляторы;

• соединять устройства ИКТ (блоки компьютера, устройства сетей, принтер, проектор, сканер, измерительные устройства и т. д.) с использованием проводных и беспроводных технологий;

• правильно включать и выключать устройства ИКТ, входить в операционную систему и завершать работу с ней, выполнять базовые действия с экранными объектами (перемещение курсора, выделение, прямое перемещение, запоминание и вырезание);

• осуществлять информационное подключение к локальной сети и глобальной сети Интернет;

• входить в информационную среду образовательного учреждения, в том числе через Интернет, размещать в информационной среде различные информационные объекты;

• выводить информацию на бумагу, правильно обращаться с расходными материалами;

• соблюдать требования техники безопасности, гигиены, эргономики и ресурсосбережения

при работе с устройствами ИКТ, в частности учитывающие специфику работы с различными экранами.

2. Выпускник научится:

• вводить результаты измерений и другие цифровые данные для их обработки, в том числе

статистической и визуализации;

• строить математические модели;

• проводить эксперименты и исследования в виртуальных лабораториях по естественным

наукам, математике и информатике.

Анализ достижения планируемых результатов и обоснование применения средств ИКТ

в их достижении:

Методики проведения лабораторных работ по физике с использованием информационных

технологий позволяют:

1.Глубже понять физические процессы и закономерности, а также научиться применять

полученные знания на практике.

2.Реализовать личностно-ориентированный подход в обучении.

3.Интегрировать знания учащихся.

4.Стимулировать учащихся на освоение персонального компьютера.

5.Поэтапно проводить эксперименты, создание ситуацию успеха на уроке, возможность

применять методы дифференцированного обучения.

6.Мотивировать учащихся на исследовательскую работу по какой-либо интересующей его теме

для самостоятельного создания мультимедийных моделей взаимодействия тел, физических явлений

и изменяя параметры взаимодействия, наглядно видеть результат.

Анализ способов применения оборудования по физике: использование современных учебных средств ИКТ для учащихся по физике.

ФИО учителя

Ялова НадеждаВасильевна

Наименование ОУ

МБОУ Леньковская СОШ№1 Благовещенскгорайона Алтайского края

Наименование предмета

физика

Класс

9

Тема урока

Лабораторная работа №2 «Измерение ускорения свободного падения»

Планируемые предметные результаты

-Понимание и способность описывать и объяснять физические явления: свободное падение тел.

-Знание и способность давать определение/ описание физических величин: мгновенная скорость и ускорение при равноускоренном прямолинейном движении.

-Понимание смысла основных физических законов: закона всемирного тяготения.

-Умение измерять: мгновенную скорость и ускорение при равноускоренном прямолинейном движении.

-Умение использовать полученные знания в повседневной жизни.

Средство ИКТ:

Цифровая лаборатория Архимед 4.0

Планируемые личностные результаты:

• Сформированность познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся.

• Убежденность в возможности познания природы, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития человеческого общества, уважение к творцам науки и техники, отношение к физике как элементу общечеловеческой культуры.

• Самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений.

• Готовность к выбору жизненного пути в соответствии с собственными интересами и возможностями.

• Мотивация образовательной деятельности школьников на основе личностно-ориентированного подхода

• Формирование ценностных отношений друг к другу, к учителю, к авторам открытий и изобретений, к результатам обучения.

Планируемые метапредметные результаты:

Овладение навыками:

• самостоятельного приобретения новых знаний;

• организации учебной деятельности;

• постановки целей;

• планирования;

• самоконтроля и оценки результатов своей деятельности.

1. Овладение умениями предвидеть возможные результаты своих действий.

2. Понимание различий между:

• исходными фактами и гипотезами для их объяснения;

• теоретическими моделями и реальными объектами.

1. Овладение универсальными способами деятельности на примерах:

• выдвижения гипотез для объяснения известных фактов и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез;

• разработки теоретических моделей процессов и явлений.

1. Формирование умений:

• воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной и символической формах;

• анализировать и преобразовывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами;

• выявлять основное содержание прочитанного текста;

• находить в тексте ответы на поставленные вопросы;

• излагать текст.

5. Приобретение опыта самостоятельного поиска, анализа и отбора информации с использованием различных источников и новых информационных технологий для решения познавательных задач.

6. Развитие монологической и диалогической речи, умения выражать свои мысли и способность выслушивать собеседника, понимать его точку зрения, признавать правоту другого человека на иное мнение.

7. Освоение приемов действий в нестандартной ситуации, овладение эвристическими методами решения проблем.

8. Формирование умений работать в группе с выполнением различных социальных ролей, представлять и отстаивать свои взгляды и убеждения, вести дискуссию.

Описание учебной деятельности, направленной на формирование ИКТ-компетенции

Деятельность учителя (задание для обучающихся)

Деятельность обучающихся

- учит школьников применять современное программное обеспечение в школьном эксперименте.

- создает условия для доказательства, что при свободном падении тело движется к Земле с постоянным ускорением, величина которого в вакууме не зависит от массы и формы тела;

- обеспечивает личностно значимую для учащихся постановку учебной задачи, вызывающую потребность ученика в новом - трудном, но посильном.

- Организует поиск решения учебной задачи путем раскрытия субъектного опыта учащихся: в диалоге, ролевой игре, рефлексии, а не в вопросно-ответной форме, т. е. в личностно ориентированных ситуациях:

а) поиск идеи, гипотезы решения;

б) составление ориентировочной основы действий для решения;

в) максимальная самостоятельность учащихся (подсказка лишь после попыток самостоятельного решения проблемы);

г) привлекает учащихся к анализу этапов решения учебной задачи, стимулирует учащихся к высказываниям без боязни ошибиться, ориентирует на использование разных способов действий, привлекает к анализу собственных затруднений учащихся (рефлексия), поощряет нестандартные учебные действия;

- участвует в постановке новой учебной задачи, ее переопределении, в выявлении противоречия, проблемы; пытается вместе с учителем и другими учащимися выявить идею, гипотезу ее решения, предлагает свои варианты решения, свое видение проблемы.

- учится в каждой учебной задаче выявлять метод решения, ход получения знания, учится отделять способ решения от результата.

- выполняет задания дифференцированного типа, стремясь выделить обобщенные способы действий.

- охотно анализирует свою учебную работу, свое психологическое состояние, открыто демонстрирует свои "плюсы и минусы".

5 группа

Цель: Измерить ускорение свободного падения и сделать вывод.

Оборудование, необходимые измерения, средства измерения

• 
  Персональный компьютер

• 
  Регистратор данных USB Link

• 
  Датчик расстояния

• 
  Соединительный провод для датчика

• 
  Гладкий резиновый мячик диаметром 5-6 см

• 
  Лабораторный штатив

• 
  Мерная лента

Проведение эксперимента, обработка результатов измерений

Подготовка эксперимента

9. 
   Соберите оборудование в соответствии с вышеприведенной схемой.

10. 
    Закрепите датчик расстояния в штативе и установите штатив на краю стола.

11. 
    Отрегулируйте положение датчика так, чтобы он находился на высоте 140-150 см от поверхности пола.

12. 
    Подключите USB Link к USB порту ПК. Подключите датчик к USB Link.

13. 
    Запустите MultiLab на ПК.

14. 
    В программе MultiLab установите параметры измерений при помощи кнопки ISITUPI

15. 
    Настройка регистратора

Частота:

Замеры:

25 замеров/с

5000

Проведение эксперимента

1. Удерживайте мячик под датчиком расстояния в 40 см от него.

Примечание
Для упрощения повторного проведения эксперимента рекомендуем отметить начальное положение мячика на штативе или линейке.

2. 
   Начните регистрацию данных. Для этого нажмите кнопку Пуск на панели инструментов MultiLab. Показания датчика будут отображаться на экране в виде графика.

3. 
   Отпустите мячик. Наблюдайте построение графика на экране MultiLab.

4. 
   После удара мячика об пол остановите регистрацию, нажав кнопку Стоп на панели инструментов MultiLab. Примерный вид графика зависимости координаты от времени:

^ Анализ результатов эксперимента

3. 
   Определите формулу зависимости расстояния от времени при свободном падении. При помощи двух курсоров выберите участок графика, на котором мячик сначала движется вверх, а потом вниз, и в меню График выберите инструмент Отрезать. Вы увидите отдельно вырезанный участок графика, а в Карте данных в списке Вырезанные данные отобразится новая пиктограмма. Для этого в меню Анализ выберите пункт Мастер анализа. В открывшемся окне в Наборе данных выберите нужный график. Выберите тип аппроксимации Полином и укажите порядок полинома равный

4. 
   Нажмите ОК. В информационной панели под окном графика появится формула. Если эксперимент и обработка данных проведены корректно, то коэффициент при квадратичном члене (х²) должен быть равен половине ускорения свободного падения (4,9), коэффициент при .г - начальной скорости при отскоке мячика от пола, а свободный член - расстоянию от датчика до пола.

3. Повторите эксперимент несколько раз, отпуская мячик с различной высоты, и затем
сравните значения ускорения и времени падений (время падения должно быть пропорционально квадратному корню из значения высоты).

Анализ достижения планируемых предметных результатов и роли используемого в задании средства ИКТ для их достижения

Методики проведения лабораторных работ по физике с использованием информационных технологий позволяют:

1.Глубже понять физические процессы и закономерности, а также научиться применять полученные знания на практике.

2.Реализовать личностно-ориентированный подход в обучении.

3.Интегрировать знания учащихся.

4.Стимулировать учащихся на освоение персонального компьютера.

5.Поэтапно проводить эксперименты, создание ситуацию успеха на уроке, возможность применять методы дифференцированного обучения.

6.Мотивировать учащихся на исследовательскую работу по какой-либо интересующей его теме для самостоятельного создания мультимедийных моделей взаимодействия тел, физических явлений и изменяя параметры взаимодействия, наглядно видеть результат.

7. Существенно сокращают время на организацию и проведение работ.

8.Повышает точность и наглядность эксперемента.

9. Предоставляет практически неограниченные возможности по обработке данных.

*Анализ достижения планируемых метапредметных результатов и роли используемого в задании средства ИКТ для их достижения

Используемое в лабораторной работе средство ИКТ: Цифровая лаборатория Архимед 4.0 позволяет:

-Пройти начальный этап знакомства с функциями цифровой лаборатории.

-Выполнять простые наблюдения и измерения при проведении натурного эксперемента, которые потребуются учащемуся для дальнейших исследований в физике и других естественных науках.

-Расширить знания в области физики, информатики и информационных технологий.

-Научить применять современные информационные технологии для обработки результатов физического эксперимента, использовать полученные знания в повседневной жизни.

1 Материалы проекта «Информатизация системы образования», 2008.