Компьютерная поддержка уроков физики.
статья по физике (8 класс) на тему

Министерство образования и науки

Удмуртской Республики

БОУ УР «Удмуртская государственная национальная гимназия

 имени Кузебая Герда»

РЕФЕРАТ

Тема: Компьютерная поддержка уроков физики.

                            Автор                                                                                   Серых Надежда Александровна учитель физики              

 БОУ УР УГНГ им. Кузебая Герда

город Ижевск

2015

                  ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Введение. Так ли это необходимо?................3

2.  Глава 1. Теоретические сведения.

     2.1. Насущные потребности физики………6

     2.2. Компьютер – что это такое……………15

       2.3. Психологические особенности

               процесса обучения физики……………18

 3.  Глава 2. Из опыта работы.  

      3.1. Опыт использования компьютерных

             моделей......................................................20

5. Список литературы……..…………………..25

6. Приложения……………………..………..…26.

ТАК ЛИ ЭТО НЕОБХОДИМО ?

( ВВЕДЕНИЕ )

Наше общество претерпевает быстрые и фундаментальные перемены в структуре и областях деятельности. Мы находимся в состоянии перехода от индустриального века к информационному. Корни многих изменений кроются в новых способах создания, хранения, передачи и использования информации. Это означает, что огромное число людей все чаще и чаще сталкивается с необходимостью обработки постоянно возрастающего объема информации.

Компьютерные технологии являют собой вполне очевидные проявления информационной революции. Поэтому становится понятным тот пристальный интерес, который проявляют к компьютерной грамотности учителя, ищущие пути адаптации школы к современному миру. Все большее число родителей, учителей и учащихся приходят к убеждению, что в результате полученных знаний о компьютерах и приобретенных навыков работы на них дети будут лучше подготовлены к жизни и материальному благополучию в меняющемся мире.

Но следует ли детям использовать компьютеры в школе или, скажем более конкретно, на уроках не информатики, а физики?

Многие педагоги отвечают на этот вопрос утвердительно. У некоторых имеются возражения философского или чисто практического характера. Однако все согласны с тем, что какая-то адаптация школы к компьютерному веку необходима. Единого же мнения о том, в чём она должна состоять, не существует. Часть людей убеждены в том, что компьютер предоставляет новые возможности для творческого развития детей и их учителей, позволяет освободиться от нудного традиционного курса обучения и разработать новые идеи и средства выражения, даёт возможность решать более интересные и сложные проблемы по предмету. У меня, как у учителя физики, нет сомнения в том, что тема компьютеризации учебно-преподавательской деятельности в современной школе является актуальной, отвечающей всем  изменениям в обществе.

Сегодня в школах возникает необычная педагогическая ситуация, когда школьник владеет навыками работы пользователя персональным компьютером лучше, чем учитель, обгоняет преподавателей в знании техники. Если не обращать внимания на такое явление, у ребят возникает чувство элитарности, превосходства, обособленности. Таким образом, нарастающая компьютеризация общества создаёт комплекс новых проблем, в том числе и нравственных, и педагогических, социальных, экономических и кадровых. Нынешнее общество остро нуждается в молодёжи, которая значительно превзошла бы своими знаниями, умениями, изобретательностью, интеллектом нас, своих родителей, учителей, мастеров, профессоров, в молодёжи, которая без страха и недоверия идёт на контакт с новой техникой и умеет ставить перед нею все те вопросы, какие задаёт жизнь. Общество нуждается не только в умелых партнёрах новой техники, способных вовремя нажимать клавиши, но и в её талантливых создателях. Для этого уже в школе надо формировать новое техническое мышление и новаторский, эвристический подход к постановке и решению общественно значимых задач. Но одним-двумя часами в неделю на уроках информатики эту проблему не решить. Способна ли в этом помочь нам сама техника? Готовы ли психология, методика, педагогика вступить с ней в союз для создания новых форм и способов развития личности и обучения специалиста? Думаю, да. Надо лишь сделать первый шаг, пусть и оступаясь, и набивая "шишки".

В этом, как мне кажется, и состоит ведущая педагогическая идея опыта, идея о возможности использования персональных компьютеров непосредственно в урочном процессе.

Применение в преподавании физики (да и других предметов!) информационных технологий позволит более успешно решать следующие задачи:

• развивать образное мышление учащихся благодаря использованию широких возможностей представления визуальной информации;
• развивать творческое мышление путём использования динамичных методов обработки и предъявления информации;
• осуществлять воспитание коллективизма и коммуникативности в процессе обмена данными между учащимися при обсуждении или создании совместных видеопроектов;
• воспитать познавательный интерес, опираясь на естественную тягу школьников к компьютерной технике;
• разрабатывать новые методы обучения, ориентированные на индивидуальные познавательные потребности личности.

Решение этих задач становится возможным вследствие использования вместе с видеокомпьютерными средствами таких методов обработки информации, как математическое моделирование, компьютерная графика, мультимедиа, видеомикро-  и видеомакропроекция, компьютерная обработка результатов лабораторных экспериментов.

НАСУЩНЫЕ ПОТРЕБНОСТИ ФИЗИКИ.

Школьники изучают физику на протяжении пяти лет. И вот, представим себе, закончен последний урок физики, сданы выпускные экзамены. Какова дальнейшая судьба полученных учениками физических знаний? Некоторые выпускники продолжают свое физико-техническое образование. Для них все, что изучалось на уроках физики, — фундамент для более широких и глубоких знаний. Деятельность других потребует лишь частичного использования знаний по физике, может быть, в первую очередь — прикладных знаний и умений. Часть выпускников выбирает такие отрасли человеческой деятельности, в которых знания физики вообще мало используются. Ради чего же все школьники, вне зависимости от своей будущей деятельности, изучали физику? Что является тем конечным итогом, ради которого они шли длинным и для многих весьма трудным путем постижения основ физики? Таким конечным итогом и важнейшей целью физического образования в школе является обобщенное научное представление о природе и процессе ее познания. Ради достижения этой цели мы и учим всех учащихся физике. Исходя из этой цели, и следует в первую очередь решать вопрос о том, каковы должны быть содержание и структура школьного курса физики, какова ценность тех или иных сторон процесса преподавания физики.

Не будем скрывать, что за последнее время снизился интерес учащихся к физике.

Создание устойчивого, глубокого интереса к предмету достигается применением системы методов, активизирующих внимание и мышление учеников, а также приёмов, вызывающих положительные эмоции, помогающих понять значение знаний по предмету в современной жизни. Физика как учебный предмет определяет формирование у учащихся представлений и понятий о современной физической картине мира, учит логике, показывает красоту и стройность науки вообще и, в частности, при осуществлении межпредметных связей с математикой, биологией, химией, медициной, географией, историей, черчением, музыкой, изобразительным искусством …

Все это приводит к выводу о важности воспитания и развития у школьников интереса к изучению физики. Для того чтобы успешно решать эту задачу, учителю нужно знать условия, способствующие пробуждению и развитию интереса к предмету. Решение проблемы мотивации зависит от многих факторов.

Для учеников VII и VIII классов определяющую роль в возникновении интереса к физике играют применение на уроках наглядности, самостоятельное выполнение опытов и личностные качества учителя. В старших классах эксперимент учителя и самостоятельные опыты учащихся в развитии интереса к предмету уже не играют столь важной роли. Здесь большее значение в формировании интересов играют такие факторы, как понимание (осознание) значения знаний по физике в повседневной жизни и технике. Многие старшеклассники интерес к предмету связывают с выбором будущей профессии, выражая это фразой «хочу специализироваться по данному предмету» или «хочу сдавать экзамен по физике».

Изучение причин отсутствия интереса к физике показало, что значительный процент учащихся связывает это с тем, что предмет очень труден, что они не понимают материал учебника.

Так кто виноват, и что делать?  Ох, уж эти извечные вопросы на Руси… Во-первых, надо принять как неизбежность тот факт, что мир за последние два десятка лет стал совсем другим; во-вторых, надо признаться самому себе, что нынешние ученики сильно отличаются от своих сверстников 80-х – начала 90-х годов. Вывод напрашивается сам собой: учитель тоже должен измениться, чтобы в буквальном смысле слова не отстать от жизни. Жизни, в которой космический туризм стал реальностью. Жизни, наполненной электроникой от авиалайнера до стиральной машины.

Развитие современного общественного производства требует сегодня решительного повышения алгоритмической культуры деятельности каждого, которая состоит в умении расчленить любую сложную задачу, проблему на более простые компоненты, видя конечный результат, чётко его представляя, сконструировать программу – в общем понимании этого слова, план действий, где будут предусмотрены в непреложной последовательности все необходимые и рациональные операции. Эти навыки  необходимы и для работы на компьютере, и для любой деятельности. При этом школьник учится планировать не только сами действия, но и время, средства, информационно-технические ресурсы.

Начинать это преобразование, как считают психологи, необходимо со школы, так как отношение человека к новому определяется первым впечатлением. Это впечатление от нового, нетрадиционного материала закрепится и станет для школьника убеждением на всю жизнь. Кроме того, период формирования у детей конкретных и формальных операций приходится на возраст 7 – 14 лет, когда образуются самые стойкие навыки. И введение в школе курса основ информатики и вычислительной техники – лишь первый этап всеобщей компьютерной грамотности. Этот курс призван стать не дополнительной нагрузкой для ученика, а важнейшим средством борьбы с нарастающими школьными перегрузками, а для каждой дисциплины – новым, более совершенным инструментом, позволяющим тем, кто им умеет пользоваться, глубже и убедительнее раскрыть сущность предмета. 

Перед нашей школой стоит важная и сложная задача – осуществление "…воспитания и обучения в интересах человека, семьи, общества и государства,…профессионального развития человека, удовлетворения его образовательных потребностей "^[1], подготовка учащихся к активной трудовой деятельности, сознательному выбору профессии. В решении этой задачи существенную роль играет осознание мотивов учения, положительное отношение учащихся к учению, интерес к предмету.

Для формирования осознанных мотивов учения и познавательного интереса к предмету учителю необходимо знать условия их формирования, факторы, определяющие те или иные мотивы.

А мотивы учения могут быть разнообразны: исполнение установки родителей на получение образования, стремление  "быть не хуже других", получение свидетельства об окончании школы, стремление поступить затем в институт.   Задача учителя заключается в том, чтобы сформировать у своих учеников высшие мотивы – воспитать у них убеждение в необходимости получения знаний,  воспитать познавательный интерес.

Интерес является одним из важнейших стимулов к учению, познанию нового. Под его влиянием развивается интеллектуальная активность, совершенствуется память, обостряется работа воображения, восприятия, повышается внимание, сосредоточенность. Его воздействие проявляется и в воспитании морально-волевых качеств, в развитии личности в целом.

Приход в учебный процесс компьютера стал стимулом новых смелых поисков. По  своему назначению компьютер – универсальное, программно – управляемое автоматическое устройство для работы с информацией. Из свойства универсальности следует то, что компьютер осуществляет все основные типы информационных процессов: хранение, передачу и обработку информации. Современные компьютеры работают со всеми видами информации: числовой, символьной, графической, звуковой. Новые информационные технологии  достаточно активно внедряются в жизнь нашего общества. Сферу своего применения новые информационные технологии находят и в области образования. Хотя материально – техническая база школ в современных условиях достаточно слаба, процесс включения компьютера в преподавание учебных предметов все – таки происходит. Нужно быть готовым, чтобы начать использование компьютера оптимальным образом. Информационные технологии – это технология получения, хранения, поиска, обработки, передачи информации. Эффективность образования, основанного на современных информационных технологиях, часто зависит не столько от типа используемых технологий, сколько от качества педагогической работы по применению этих технологий для решения собственно образовательных задач.

Использование новых технологий в учебном процессе приводит к:

• развитию новых педагогических методов и приемов;
• изменению стиля работы преподавателей, решаемых ими задач;
• структурным изменениям в педагогической системе.

По мнению российских экспертов, новые компьютерные технологии обучения позволяют повысить эффективность занятий по естественнонаучным дисциплинам на 30 %. Использование компьютерных программ на уроках физики способствует развитию интереса учащихся к предмету, повышает эффективность их самостоятельной работы и учебного процесса в целом, позволяет решить задачи индивидуализации и дифференциации процесса обучения.

Компьютерные технологии имеют свои дидактические и методические особенности. Если демонстрационные и лабораторные приборы и установки обеспечивают возможность воспроизведения физических процессов, формируют навыки правильно наблюдать изучаемые явления, сравнивать и сопоставлять увиденное, отделять главное от второстепенного, обобщать накопленные факты, то компьютерные технологии позволяют:

• за счет яркой, образной демонстрации предметно конкретизировать пространственные представления учащихся при изложении абстрактного материала;
• создать ясные представления о внешних свойствах, роде предмета, его структуре, строении и составных частях;
• фрагментарным показом материалов концентрировать внимание школьников на узловых вопросах объективно сложного учебного материала;
• обеспечить достоверность восприятия редких или опасных явлений, фундаментальных опытов и уникальных приборов;
• изучить механизм того или иного физического явления, процесса на молекулярном, атомном, ядерном или электронном уровне;
• объяснить устройство и принцип действия деталей и узлов машин и механизмов, приборов и установок.

К тому же аудиовизуальные средства через эмоциональное воздействие пробуждают интерес к изучаемому вопросу, развивают внимание, творческое воображение, наблюдательность, память и логическое мышление учащихся.

На уроке с применением компьютера важно, чтобы работал не только монитор компьютера, главное, чтобы активно работал ученик. Поэтому необходимым и главным условием высокой эффективности урока является слово учителя. Оно повышает действенность компьютера , способствует осознанности восприятия и усвоения учебного материала. Именно учитель выделяет объект наблюдения, называет и характеризует физическое явление, сопоставляет информацию о реальных объектах и приборах с их экранными изображениями, при необходимости раскрывает смысл и содержание предъявляемого изображения.

Используя даже небольшую часть Microsoft Office, учитель-предметник способен сам создавать динамические наглядные пособия, в которые  может вставлять готовые видеофайлы с микро- и макросъёмками, методом простейшей мультипликации показывать учащимся явления и процессы. Система слайдов  легко охватывает учебный материал большой темы или её отдельных частей, причём  отдельные слайды можно расположить как последовательно, один за другим, создавая целостное представление об изучаемом, так и  вразнобой, если необходимо акцентировать внимание учащихся на отдельном моменте или явлении. При демонстрации некоторые слайды можно пропустить или очень быстро вернуться к уже просмотренным. В подобных слайд-шоу раскрывается сущность явления, физического процесса, и тем самым в классе создаётся атмосфера заинтересованности и творчества. Доступны также звуковые фрагменты - дикторский текст, музыкальные или иные записи (например, голоса птиц либо звуки, издаваемые другими животными), сопровождающие демонстрацию изображений и видеофрагментов.

Компьютер на уроке  имеет существенно больше способов организации деятельности учащихся: коллективная (с помощью проектора и экрана), групповая (по  парам  у  одного монитора),  индивидуальная  (ученик за отдельным компьютером).  А в конце обучающих материалов легко разместить задания для закрепления и контроля вновь полученных знаний. Как показывают  наблюдения, полученное таким образом задание вызывает у учащихся больше энтузиазма.

Логика применения компьютера для обучения зависит не только от структуры изучаемого материала, но и от углубленности его рассмотрения. Если материал изучается на электронно-ионном, квантовом или атомно-молекулярном уровне, то для раскрытия его сущности просто необходимы экранные пособия, которые позволяют показать в динамике не только внешнюю, но и внутреннюю структуру явления природы или технологического процесса.

Есть и другие  преимущества для учителя-предметника, имеющего доступ к компьютерной технике. В процессе подготовки к урокам физики регулярно приходится готовить учебно-методическую документацию (тематические и поурочные планы, другие документы) и раздаточный материал к урокам (карточки заданий, контрольные тесты, кроссворды и т.д.). Текстовый редактор Microsoft Word как раз и предназначен для того, чтобы выполнять эту работу быстро и эффективно, создавать качественно оформленные документы, удовлетворяющие высоким эстетическим требованиям.

Для численного решения физических задач (например, нахождение зависимостей, построение графиков и диаграмм) широкие возможности предоставляет программа Microsoft  Excel.   Здесь  же  возможно  проведение  виртуальных  лабораторных  работ. Это  особенно  актуально в ситуации  материальных затруднений  наших школ. Интересным примером использования Excel является создание электронного журнала. "Электронный журнал – это комплекс документов, включающий в себя основной документ Excel, по структуре напоминающий журнал, несколько документов, которые названы "планы уроков", и другие документы, касающиеся учеников и всего класса. Каждый столбец, соответствующий в бумажном журнале отметкам учеников за урок в какой-то день, снабжается "гиперссылкой" на документ "план урока" для этого дня.

Возникают  новые формы урока, например, компьютерные лекции.

Компьютерная лекция - это тематически и логически связанная последовательность информационных объектов, демонстрируемая на экране монитора ученику (группе учеников) или всему классу (если имеется подключенный к компьютеру проектор). Основная задача компьютерной лекции та же, что и традиционной устной - объяснение нового материала, но она имеет более широкие возможности привлечения иллюстративных материалов (информационных объектов). Поэтому компьютерную лекцию следует рассматривать как новый, не существовавший прежде инструмент в работе учителя, позволяющий создавать более наглядные и информационно насыщенные уроки и сделать преподавание учебных дисциплин более эффективным.

Информационные объекты, демонстрируемые в ходе компьютерной лекции, - это изображения (слайды), звуковые и видеофрагменты. Изображения  представляют собой фотографии, рисунки, репродукции произведений живописи и графики, схемы, диаграммы и могут содержать текстовые фрагменты. Видеофрагменты - это фильмы, включенные в лекцию целиком или частично, либо мультипликации, которые наглядно показывают зачастую недоступные для наблюдения процессы и явления.

Уроки с использованием компьютера показали, что с их помощью можно решить ряд проблем, всегда существовавших в преподавании школьной физики. Многие явления в условиях школьного физического кабинета не могут быть продемонстрированы. К примеру, это явления микромира, либо быстро протекающие процессы, либо опыты с приборами, отсутствующими в кабинете. В результате учащиеся испытывают трудности в их изучении, так как не в состоянии мысленно их представить. Компьютер может не только создать модель таких явлений, но также позволяет изменять условия протекания процесса, "прокрутить" с оптимальной для усвоения скоростью. Физика - наука экспериментальная. Изучение физики трудно представить без лабораторных работ. К сожалению, оснащение физического кабинета не всегда позволяет провести программные лабораторные работы, не позволяет вовсе ввести новые работы, требующие более сложного оборудования. На помощь приходит персональный компьютер, который позволяет проводить достаточно сложные лабораторные работы. В них ученик может по своему усмотрению изменять исходные параметры опытов, наблюдать, как изменяется в результате само явление, анализировать увиденное, делать соответствующие выводы. Изучение устройства и принципа действия различных физических приборов - неотъемлемая часть уроков физики. Обычно, изучая тот или иной прибор, учитель демонстрирует его, рассказывает принцип действия, используя при этом модель или схему. Но часто учащиеся испытывают трудности , пытаясь представить всю цепь физических процессов, обеспечивающих работу данного прибора. Специальные компьютерные программы позволяют "собрать" прибор из отдельных деталей, воспроизвести в динамике с оптимальной скоростью процессы, лежащие в основе принципа его действия. При этом возможно многократное "прокручивание" мультипликации. Безусловно, компьютер можно применять и на уроках других типов: при самостоятельном изучении нового материала, при решении задач, во время контрольных работ.                 Так каково же назначение компьютерных технологий на уроках физики? Суммируя всё вышесказанное, можно утверждать, что это усиление мотивации изучения физики и, как следствие, получение всех тех преимуществ, которые даёт изучение данного учебного предмета: формирование обобщенного научного представления о природе и процессе ее познания, а также основ физико-технических знаний, развитие образного и логического мышления, осуществление межпредметных связей,  приобретение навыков работы с компьютерной техникой, являющейся передовым звеном современного информационного общества.

Компьютер: что это такое?

Сейчас, когда человечество входит в третье тысячелетие, незаменимой вещью, фактически правой (или левой) рукой стал компьютер.

В общем и целом, компьютер состоит из устройств ввода-вывода, памяти и центрального процессора. Устройства ввода –  клавиатура, мышь, сканер, дисководы, жесткие диски, накопители на магнитной ленте, CD и DVD-ROM и т.п. Устройства вывода – монитор, принтер, плоттер, а так же снова дисководы, жесткие диски, накопители на магнитной ленте, CD и DVD-ROM и т.п. Строго говоря, поименованные накопители, которые вошли в устройства ввода и устройства вывода одновременно так же можно отнести и к разряду долговременной памяти. Память (оперативная) – это буфер для содержания непосредственно необходимых для выполнения данной задачи данных. Оперативная память является полупроводниковым устройством,  энергозависима, т.е. нуждаются в постоянной подпитке энергией или обновлении.

 Центральный процессор – устройство, которое собственно ведает выполнением программы и управляет остальными. Именно центральный процессор занимается счетом и решением логических задач. Современные центральные процессоры работают на тактовых частотах до 1гигагерца и со скоростью в миллиарды операций в секунду.

  Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем информации (программы, документы, аудио-и видеоклипы и т. д.). Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем или дисководом, а хранится информация на носителях.    
     В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД или дискетах) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД или винчестерах), в основу записи, хранения и считывания информации положен магнитный принцип, а в лазерных дисководах — оптический принцип.
         Гибкие магнитные диски. Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. Такой носитель информации называется дискетой. Дискета вставляется в дисковод, вращающий диск с постоянной угловой скоростью. Магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и записывается (или считывается)информация.
         В целях сохранения информации гибкие магнитные диски следует предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как это может привести к размагничиванию носителя и потере информации.
         Жесткие магнитные диски. Жесткие магнитные диски представляют собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с высокой угловой скоростью. За счет множества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость жестких дисков может в десятки тысяч раз превышать информационную емкость может достигать 50 Гбайт.
         Чтобы сохранить информацию и работоспособность жестких дисков, необходимо оберегать их от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.
         Лазерные дисководы и диски. Лазерные дисководы используют оптический принцип чтения информации. На лазерных дисках CD (CD — Compact Disk, компакт диск) и DVD (DVD — Digital Video Disk, цифровой видеодиск) информация записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, а интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и приобретает значения 0 или 1.
         Для сохранности информации лазерные диски надо предохранять от механических повреждений (царапин), а также от загрязнения.
      Для пользователя имеют существенное значение некоторые технические характеристики различных устройств хранения информации: информационная емкость, скорость обмена информацией, надежность ее хранения (см. табл.).

Накопители и носители информации.

Сравнительные характеристики  накопителей:

На этих накопителях используется оптическая система записи данных. Сам диск состоит из зеркальной поверхности, на которой имеются углубления. Диск облучается лазером, и в зависимости от наличия или отсутствия, фотодиод улавливает либо не улавливает отраженный свет.

Само собой разумеется, что размеры «углублений» должны быть сравнимы с длиной волны лазера, чтобы в достаточной мере проявлялись корпускулярные свойства его света, а волновые себя практически не проявляли.

Психологические особенности процесса обучения физике.

Обучение физики – педагогический процесс, в ходе которого учащиеся овладевают знаниями, умениями и навыками по применению знаний на практике.  

Организуя процесс обучения физике, необходимо учитывать психологические особенности обучения физики.  Они  прежде всего определяются содержанием предмета. Проникновение в сущность изучаемых объектов (физических явлений, структурных форм материи, их взаимодействий, взаимных превращений и т.д.) требует от учащихся выполнения таких мыслительных операций, как абстрагирование, построение идеальных моделей, осуществление перехода от одного вида абстракции к другой и т. д. Всё это характеризует физическое научное мышление. Все мыслительные операции формируются в процессе обучения и развиваются с возрастом.

При обучении физике шире, чем при обучении другим предметам, используются модели и различного рода знаковые обозначения(формулы, условные обозначения элементов электрических цепей, графики и т. д.) и от учащихся требуется умение осуществлять переход от знаковых изображений к реальным объектам (представлять их) и обратный переход – от восприятия реальных объектов к построению идеальных моделей и их знаковому изображению.

Следующей особенностью процесса обучения физике является его высокая эмоциональность, обусловленная использованием показа опытов, организация наблюдений учащихся, самостоятельного выполнения ими практических работ.

Указанные особенности должны учитываться при организации восприятия учащимися учебного материала различного вида, целенаправленной деятельности учителя по формированию у учеников соответствующих мыслительных операций.

При обучении физике VII –VIII классах следует принимать во внимание, что уровень абстрактного мышления детей в этом возрасте довольно низок.  У них преобладает наглядно – образное мышление, поэтому при изучении физических явлений,  свойств тел необходимо полнее опираться на  чувственно -  конкретное средства наглядности (демонстрация опытов, показ приборов, моделей,  экранно-звуковые средства ).Кроме того, учителю нужно целенаправленно вести работу по формированию у учеников умения анализировать, сравнивать  и сопоставлять явления и на этой основе выделять в них общие, существенные признаки, отбрасывая несущественные.

В  IX классе на этой основе значительно легче будет проходить процесс формирования у учеников понятий кинематики, динамики,  отличающихся высокой степенью абстрактности (материальная точка, масса, сила, ускорение).  Это понятия об объектах, которые нельзя увидеть, представить, а можно только понять. Здесь должно быть усиленно внимание формированию умения самостоятельно делать обобщения.

В  X –XI  классах усиливается внимание развитию теоретического  мышления, выработке умения делать умозаключения. На этом этапе важно формирование у учащихся обобщённых познавательных умений(умения наблюдать, самостоятельно ставить опыты, систематизировать и обобщать знания, объяснять и предсказывать явления).  Все перечисленные умения развиваются до достаточно высокого уровня, в результате чего повышаются познавательные способности учащихся, возрастают темпы продвижения вперёд в познании нового.

ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ.

Одним из наиболее перспективных направлений использования информационных технологий в физическом образовании является компьютерное моделирование физических явлений и процессов. Используя учебные компьютерные модели, учитель может представить изучаемый материал более наглядно, продемонстрировать его новые и неожиданные стороны неизвестным ранее способом, что, в свою очередь, повышает интерес учащихся к изучаемому предмету и способствует углублению понимания учебного материала.

Значительное число компьютерных моделей, охватывающих почти весь курс школьной физики, содержится на широко известном лазерном диске "Физика в картинках" (научный центр ФИЗИКОН , г. Москва). Опыт использования данного диска на уроках физики показывает, что если учащимся предлагать модели для самостоятельного изучения, то учебный эффект оказывается чрезвычайно низким. Учащиеся увлечённо исследуют модель 3–5 минут, при этом они знакомятся главным образом с её регулировками, не вникая в суть моделируемого процесса или явления, а затем теряют интерес к данной модели и не знают, чем себя занять. Контрольные вопросы, задаваемые учащимся после такого знакомства с моделью, показывают, что какого-либо осознания и понимания физики рассматриваемого процесса или явления, как правило, не происходит.

Практический опыт показывает, что для эффективного вовлечения учащихся в учебную деятельность с использованием компьютерных моделей необходимы индивидуальные раздаточные материалы с заданиями и вопросами различного уровня сложности. Перечислим основные виды заданий, которые используются нами при работе с компьютерными моделями:

1. Ознакомительное задание. Это задание предназначено для того, чтобы помочь учащемуся осознать назначение модели и освоить её регулировки. Задание содержит инструкции по управлению моделью и контрольные вопросы.
2. Компьютерные эксперименты. В рамках этого задания учащемуся предлагается провести несколько простых экспериментов с использованием данной модели и ответить на контрольные вопросы.
3. Экспериментальные задачи. Учащемуся предлагается решить 1–4 задачи без использования компьютера, а затем, используя компьютерную модель, проверить правильность своего решения.
4. Исследовательское задание. Учащемуся предлагается самому спланировать и провести ряд компьютерных экспериментов, которые подтверждают или опровергают некоторую закономерность. Наиболее способным учащимся предлагается самостоятельно сформулировать ряд закономерностей и подтвердить их экспериментом. Исследование относительного движения (Приложение 1).

Задание 1. Определите, при каком направлении вектора пловец переплывёт реку за минимальное время?

Ответ учащегося. Чтобы переплыть реку как можно быстрее, вектор v должен быть перпендикулярен течению реки.

Задание 2. Определите, при каком направлении вектора v пловец переплывёт реку по кратчайшему пути.

Ответ учащегося. Пловец должен плыть так, чтобы результирующий вектор был перпендикулярен течению реки.

Исследование зависимости периода колебаний пружинного маятника от массы и жёсткости пружины (Приложение 2)

Задание 1. Изучите,  изменение каких физических величин происходит при колебаниях пружинного маятника.

Задание 2. Изменяя жёсткость пружины k,  определите,  как при этом изменяется период Т.  Результаты занесите в таблицу и сделайте вывод.

Задание 3. Изменяя массу тела m,  определите, как при этом изменяется период Т.  Результаты занесите в таблицу и сделайте вывод.

Закон сохранения импульса. Упругое соударение 

Задание 1. Определите, при каком соотношении масс шаров направление движения первого шара после соударения сохранится.

Ответ учащегося. m1 > m2.

Задание 2. Определите, при каком соотношении масс шаров направление движения первого шара после соударения изменится на противоположное.

Ответ учащегося. m1 < m2.

Задание 3. Определите, при каком соотношении масс шаров первый шар после соударения остановится.

Ответ учащегося. m1 = m2.

5. Творческое задание. В рамках данного задания учащиеся сами придумывают задачи, формулируют их, решают и ставят компьютерные эксперименты для проверки полученных результатов.

Предложенные задания помогают учащимся быстро овладеть управлением компьютерной моделью, способствуют осознанному усвоению учебного материала и пробуждению творческой фантазии. Особенно важно то, что учащиеся получают знания в процессе самостоятельной работы, так как эти знания необходимы им для получения конкретного наблюдаемого на экране компьютера результата. Учитель на таком уроке выполняет лишь роль помощника и консультанта.

В качестве примера представлен  фрагмент индивидуального задания, которое предлагалось учащимся при прохождении темы механическое движение. Урок проводился в компьютерном классе с использованием модели "Равноускоренное движение", представленной на лазерном диске "Физика в картинках". Данная модель отображает на экране компьютера движение человечка вдоль координатной прямой, причём позволяет изменять его скорость и ускорение, а также строит графики координаты, пройденного пути и скорости с учётом выбранных параметров движения.

Задание N1. Откройте в разделе "Механика" тему "Равноускоренное движение".

1. Установите параметр а = 0 м/с2.
2. Нажмите кнопку "Начальн. Скорость" и установите величину скорости человечка.
3. Нажмите кнопку "Старт" и посмотрите, что происходит на экране. Какие графики строит компьютер?
4. Выясните, что означает знак " – " перед значением скорости. Что происходит при изменении знака скорости?
5. Какие графики Вы наблюдали на экране компьютера?

Задание N2. Выполните компьютерный эксперимент.

Установите V = –0,25 м/с, проведите эксперимент и ответьте на вопросы:

1. Как выглядит график координаты?
2. Какова координата человечка при t = 0?
3. Какова координата человечка через 4 с?
4. Какова координата человечка через 8 с?
5. Как выглядит график пути?
6. Как выглядит график скорости?
7. Изменяется ли скорость при движении человечка?
8. Как называется такое движение?

Задание N3. Постройте графики скорости, координаты и пути человечка, если он начинает движение из начала координат, а скорость его движения составляет –0.5 м/с. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте Ваши ответы.

 Задание N4. Придумайте задачу, решите её, поставьте компьютерный эксперимент и проверьте полученные результаты.

Указанная форма проведения урока, с использованием индивидуальных заданий, оправдывает себя и при работе с другими компьютерными моделями "Физики в картинках". Учащиеся быстро включаются в работу, охотно выполняют предложенные задания, а затем переходят и к творческой деятельности. Проведённые контрольные опросы подтвердили высокую эффективность подобных уроков. Для тематического поиска информации рекомендуются Интернет – ресурсы (Приложение 3).

 Кроме использования компьютерных моделей, использую в своей работе:

1. Тренинг по переводу физических величин в СИ.

В программе: “PowerPoint” очень легко организовать тренинг по переводу физических величин в СИ и в стандартную запись числа. 125 см =
890 км =
680 г =
85 мм =
350см =

2. Применение сканера. Необходимые картинки, тексты контрольных работ, сканировать , затем отредактировать(если есть необходимость) и использовать на уроке.
3. Применение программы PowerPoint: создание презентаций учителем и учащимися.  Презентация используется при объяснении нового материала, при повторении пройденного материала и при организации текущего контроля знаний, для обобщения материала в виде игр и викторин.   Совет по созданию презентаций: Владение IP-технологиями не в количестве продемонстрированных мультимедиа-эффектов, а в том, чтобы все работало в нужный момент! Нередки случаи, когда электронные дидактические материалы, созданные на одном компьютере, оказываются несовместимыми с программным обеспечением другого компьютера. Поэтому демонстрационные материалы желательно делать в «общеупотребляемых» компьютерных программах, по возможности, упрощать их. Либо готовить два варианта материалов: один — с большим количеством медиэффектов, а второй — с минимумом таких эффектов. В этом случае снижается вероятность неудачи — один из вариантов обязательно срабатывает.
4. Электронную почту для общения с учащимися.
5. Видеоматериалы, интернет-ресурсы на уроке в онлайн – режиме. (Ссылки – см. приложение №3).
6. Дистанционное обучение (среда Moodle): ст№13 п.2 При реализации образовательных программ используются различные образовательные технологии, в том числе дистанционные образовательные технологии, электронное обучение.(ФЗ об образовании №273 от 21.12.12)
7. Применение программы Word:

7.1. Календарно-тематическое планирование.

При составлении календарно - тематических планов   не составляет никакого труда внести дополнительные графы, легко внести любые изменения.

2. Поурочное планирование. Поурочное планирование в электронном варианте позволяет дополнять, вносить изменения в урок.

8. Глобальная школьная лаборатория https://globallab.org.   Международный образовательный сетевой проект ГЛОБАЛЛАБ даёт возможность выйти за рамки школы, района, проводить не только свои исследования, но и почерпнуть здесь много из опыта коллег. Проекты  позволяют развивать научный тип мышления учащихся, любознательность, познавательную активность, желание узнавать, исследовать, делать открытия! Открывайте заново окружающий мир вместе со своими учениками!
9. Проведение дистанционных викторин,  международных конкурсов.
10.  Подготовка к ЕГЭ. Сайты ФИПИ в онлайн – режиме.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Варламов С.Д. и др.  Использование Microsoft Office в школе.  М.: Мировая художественная культура, 2002.
2. Закон Российской Федерации "Об образовании". М. 2013г.
3. Основы методики преподавания физики в средней школе. /В.Г. Разумовский, А. И. Бугаев, Ю. И. Дик и др.; Под ред. А.В. Пёрышкина. М.: Просвещение,1984.
4. Фролова Г.В.   Педагогические возможности ЭВМ.  Новосибирск.: Наука, 1988.

Приложение 1..

Исследование относительного движения.

Приложение 2

Исследование зависимости периода колебаний пружинного маятника от массы и жёсткости пружины.

Приложение 3.

1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов
   http://school-collection.edu.ru/ 

2. Всероссийский интернет-Педсовет  http://pedsovet.org

3. http://www.infoline.ru/g23/5495/physics.htm

Физические опыты

Оптика, механика, термодинамика, волны — физические процессы в анимированном формате. Есть возможность поучаствовать в форуме по физике и заказать CD-ROM с полноэкранными версиями представленной на сайте анимации в формате AVL

4. http://school.holm.ru/predmeVphisic/

Коллекция ссылок по физике на сервере «Школьный мир»

Большая подборка ссылок на различные физические ресурсы сети, в том числе на популярные вопросы по физике на сайте «Мир в вопросах». Автор сайта — В. Гришанов, г. Находка, Приморский край.

5. Открытый Колледж Физика.
6. Сеть творческих учителей.
7. Каталог «Образовательные ресурсы сети Интернет для общего образования» http://catalog.iot.ru

8. Каталог информационной системы «Единое окно доступа к образовательным ресурсам» http://window.edu.ru/window/catalog

9. http://gannalv.narod.ru/fiz/ - дистанционный урок физики – автор Львовский М.В.
10. http://gannalv.narod.ru/fiz/ - лабораторные работы по физике
11. Основные образовательные сайты:

http://znaika.ru/

http://interneturok.ru/

http://school-collection.edu.ru/

http://fiz.1september.ru/

http://www.college.ru/physics/

http://www.gomulina.orc.ru/

Приложение 4.