Интеграционные уроки физики и информатики

Интегрированные уроки физики и информатики

Проект подготовила учитель физики Семичева Л.Л. ГБОУ СОШ № 458 г. Санкт - Петербург

В современном обществе использование информационных технологий становится необходимым практически в любой сфере деятельности человека. Овладение навыками этих технологий за школьной партой во многом определяет будущее обучающихся в профессиональной подготовке. Преподавание физики представляет собой наиболее благоприятную сферу для применения современных информационных технологий. Использование компьютеров в учебной и внеурочной деятельности школы выглядит вполне естественным с точки зрения ребенка и является одним из эффективных способов повышения мотивации и индивидуализации его обучения, развития творческих способностей и создания благополучного эмоционального фона. Каждое занятие вызывает у детей эмоциональный подъем, даже отстающие ученики охотно работают с компьютером.

В настоящее время существуют разные видео пособия: «Библиотека наглядных пособий», «Открытая физика», «Школа Кирилла и Мефодия» и др., которые представляют собой комплекс информационного материала по школьному курсу физики, иллюстраций, различного вида компьютерных моделей, демонстрационных и лабораторных опытов по физике, справочного материала, средств сопровождения учебного процесса.

Рассмотрим работу с «Библиотекой наглядных пособий»

В хранилище информационных объектов выбираем темы, которые необходимо осветить на уроке. Проводим анализ списка информационных объектов и выбираем те, в которых рассматривается нужная. Также необходимо продемонстрировать ученикам коллажи к видеофрагменту, видеофрагмент и текст к выбранному видеофрагменту.

Рассмотрев содержание информационных объектов, выделяем существенные их признаки, а затем выбираем наиболее подходящую форму представления результатов - короткий конспект или систематизирующая таблица.

Так же данный ресурс позволяет наглядно демонстрировать в анимационном формате модели работы различных механизмов (например гидротурбина) и наглядные схемы, которые способствуют формированию более четкого представления обучающихся об изучаемом предмете.

Для улучшения освоения обучающимися материала на уроках активно используются интерактивные модели, которые позволяют варьировать временные масштабы событий, прерывать действие компьютерной модели, эксперимента и использовать возможности их повторения. («Коллекция цифровых образовательных ресурсов»).

Школьный физический эксперимент разделяют на два основных вида: демонстрационный, выполняемый преимущественно учителем и предназначенный для одновременного восприятия всеми учениками класса, и лабораторный, выполняемый учащимися. Оба этих вида эксперимента дополняют друг друга. В одних случаях целесообразно поставить лабораторные работы учащихся, в других - лучше использовать демонстрационный эксперимент.

Демонстрационный эксперимент необходим в тех случаях, когда требуется активное руководство учителя ходом мысли учащихся при изучении явлений и законов.

Целью демонстрационного эксперимента может являться наблюдение того или иного явления, проверка выдвинутой гипотезы, выявление физических закономерностей и проверка вытекающих из них следствий.

Можно рассмотреть три варианта проведения опытов:

1. Цепь 1. В качестве сопротивления выступает лампочка накаливания. Можно изменять напряжение источника питания, замыкать и размыкать цепь с помощью ключа, снимать показания с амперметра и вольтметра.

2. Цепь 2. Вместо лампочки в данной работе присутствует реостат и сопротивление, с которого можно снимать показания амперметра и вольтметра при фиксированном источнике питания. Можно замыкать и размыкать цепь с помощью ключа, изменять сопротивление реостата.

3. Цепь 3. Предназначена для изучения темы «Закон Ома для полной цепи». На схеме присутствует источник питания (батарейка), имеется возможность изменять его внутреннее сопротивление. Можно замыкать и размыкать цепь с помощью ключа, изменять сопротивление реостата, снимать показания с вольтметра и амперметра.

Рассмотрим такой эксперимент: для проведения эксперимента по теме «Закон Ома» необходим демонстрационный комплект по электроизмерениям физической лаборатории L-микро, которого в наличии в кабинете физике нет. Поэтому будет использована компьютерная модель и программа Microsoft Office Exсel. Экспериментально установим, что сила тока I, текущего по однородному металлическому проводнику, пропорциональна напряжению U на концах проводника. В Excel строим таблицу и результатов эксперимента. Затем по имеющимся координатам строим график и обращаем внимание обучающихся на получившуюся закономерность в расположении точек - на одной прямой. На основании полученных результатов обучающиеся делают вывод о том, что существует прямая пропорциональная зависимость между силой тока и напряжением. Далее таким же образом проводится исследование зависимости силы тока от сопротивления. Затем ученики анализируют полученный график (график гипербола). И формулируют вывод о обратнопропорциональной зависимости между I и R.

Таким образом, проверяются навыки учащихся работать с программной средой Microsoft Office и умение анализировать полученные результаты.

Лабораторные работы проводятся с целью иллюстрации изучаемых законов, овладения методами измерения физических величин, изучения связи между явлениями и установления закономерностей явлений, привития умений пользоваться измерительными приборами, выработки умения чтения схем, развития у учащихся конструкторских способностей и технической смекалки, изучения устройства и принципа действия приборов.

С помощью информационных технологий можно продемонстрировать обучающимся механическую модель броуновского движения. Объяснить на основе модели зависимость скорости теплового движения молекул от температуры тела.

Дополнить демонстрацию интерактивной моделью «Температура» (программы Физикон, «Открытая физика», часть 1). Меняя параметры процесса на модели, показать зависимость скорости теплового движения молекул от температуры тела.

Так же продемонстрировать многие другие модели: схему образования дневного и ночного бриза, нагревание и охлаждение разных веществ, испарение, установление температуры при контакте горячего и холодного тела, зеркало для установки по запасанию солнечной энергии, и т.д.

В линейке интерактивных программ нужно обратить внимание на «Видеозадачник», в котором представлены задачи, требующие аналитического и графического решения с использованием манипуляционно - графического интерфейса. Данный ресурс позволяет с помощью чертежей и математических формул получить исчерпывающее представление о природе явления. Он является помощником при объяснении сложного учебного материала и разъяснении прикладного значения предмета.

Очень важную роль в процессе обучения играет контроль степени усвоения знаний обучающимися. Зачастую проверка домашних заданий, контрольных работ и письменных тестов отнимают у учителя довольно много времени и не всегда могут показать объективную картину уровня усвоения знаний. Поэтому для экспресс контроля степени усвоения материала рационально использовать виртуальные тесты программы MyTestStudent.

Преимуществами данного ресурса являются:

1. Учитель самостоятельно подбирает вопросы к тестам и заносит их в программу, что не дает возможности ученикам заранее знать ответы.

2. Учитель может варьировать уровень сложности теста по своему усмотрению.

3. Данные тесты могут использоваться как в сетевой версии с сохранением результатов, так и индивидуально на каждом компьютере.

4. С помощью данной программы можно предложить успевающим ученикам тесты повышенной сложности, а более слабым менее сложные. Т.о. достигается индивидуальный подход к каждому ученику.

5. Индивидуальная работа каждого обучающегося за компьютером почти исключает возможность списывания, применения шпаргалок и т.п., что позволяет составить учителю более объективное представление об уровне знаний каждого ученика.

6. Применение компьютерных тестов позволяет учителю более рационально использовать драгоценное время урока.

Таким образом учитель может оперативно корректировать подачу материала, и если необходимо уделять больше времени изучению тех тем, освоение которых вызвало трудности у учеников.

В целях более глубокого усвоения знаний, полученных на уроках информатики обучающимся предлагается разработка учебных проектов по физике . Продуктом проектной деятельности является модель, анимационный рисунок или тематическая презентация.

Например, используя конструктор информационных объектов, составить доклад о тепловых явлениях, в котором обратить внимание на особенности тепловых явлений, привести примеры их протекания в природе, описать роль тепловых явлений в жизнедеятельности живых организмов, привести примеры использования тепловых явлений в технике. Дополнительную информацию можно найти в сети Internet.

В марте 2012г. в РГПУ им. Герцена ученица 10 класса заняла второе место в конкурсе «Современные достижения науки и техники», который предполагал проведение исследовательской работы с помощью электронного микроскопа фирмы EVO. Научный проект был дополнен презентацией с наглядными фотографиями и диаграммами.

Таким образом, объединенные уроки физики и информатики в школьном обучении являются конкретным выражением интеграционных процессов, происходящих сегодня в науке и в жизни общества. Такие уроки играют важную роль в повышении практической и научно - теоретической подготовки обучающихся, существенной особенностью которой является овладение школьниками обобщенным характером познавательной деятельности. Проведение интеграционных уроков помогают формированию у обучающихся цельного представления о явлениях природы и взаимосвязи между ними, и поэтому делает знания практически более значимыми и применимыми, это помогает учащимся те знания и умения, которые они приобрели при изучении одних предметов, использовать при изучении других предметов, дает возможность применять их в конкретных ситуациях, при рассмотрении частных вопросов, как в учебной, так и во внеурочной деятельности, в будущей производственной, научной и общественной жизни выпускников средней школы. С помощью интеграционных уроков не только на качественно новом уровне решаются задачи обучения, развития и воспитания обучающихся, но также закладывается фундамент для комплексного видения, подхода и решения сложных проблем реальной действительности. Именно поэтому такие уроки являются важным условием и результатом комплексного подхода в обучении и воспитании школьников.