Повышение эффективности образовательной деятельности через использование интерактивных информационных технологий на уроках физики и информатики
статья по физике

«Использование ЭОР в процессе обучения физики в основной школе»

Внедрение информационных технологий в процесс обучения создает принципиально новые педагогические инструменты, предоставляя учителю, тем самым, и новые возможности. При этом изменяются не только функции педагога, значительно расширяется и сектор самостоятельной учебной работы его учеников. Известно, что самостоятельная учебная работа эффективна только в активно-деятельностной форме. Следовательно, неотъемлемой частью учебного процесса необходимо считать внедрение методик и подходов, развивающих эти формы обучения и усиливающих мотивацию учащихся. Еще одним последствием расширения сектора самостоятельной учебной работы является необходимость непрерывного мониторинга процесса обучения. Все это, безусловно, требует изменение методик преподавания.

Действительная цель информатизации отечественного образования — это изменение содержания, методов и организационных форм учебной работы в условиях становления «новой» школы, которая призвана решать задачу подготовки молодежи к жизни в информационном обществе. Как показывает анализ существующей ситуации, жизнь не только предъявляет к школе новые требования, но и предоставляет ей некоторые инструменты для решения новых задач. Главными среди них являются новые педагогические технологии и поддерживающие их средства ИКТ.

На порталеФедерального центра информационно-образовательных ресурсов(ФЦИОР) представлена коллекция электронных образовательных ресурсов, созданных на базе открытых модульных систем. ФЦИОР  http://www.fcior.edu.ru

Открытая образовательная модульная мультимедиа система (ОМС) представляет собой электронный образовательный ресурс модульной архитектуры. В соответствии с программой обучения весь школьный курс по предмету разбит на разделы, темы и т.д.

Минимальной структурной единицей является тематический элемент, например, тематический элемент -  «Закон Ома». Для каждого тематического элемента имеется три типа электронных образовательных ресурса:

- модуль получения информации (И-тип);

- модуль практических занятий (П-тип);

- модуль контроля (К-тип).

При этом каждый ЭОР автономен, представляет собой законченный интерактивный мультимедиа продукт, нацеленный на решение определенной учебной задачи. Иными словами, каждый ЭОР – это самостоятельный учебный продукт объёмом несколько Мбайт, так что получение его по сетевому запросу не представляет принципиальных трудностей даже для узкополосных (низкоскоростных) компьютерных сетей. Для каждого ЭОР разработаны аналоги – вариативы. Вариативами называются электронные учебные модули одинакового типа (И, или П, или К), посвященные одному и тому же тематическому элементу данной предметной области.

В итоге структура совокупного контента ОМС по предмету имеет следующий вид

К основным преимуществам открытых образовательных модульных мультимедиа систем относятся:

1. отсутствие содержательных и технических ограничений: полноценное использование новых педагогических инструментов – интерактива, мультимедиа, моделинга сочетается с возможностью распространения в глобальных компьютерных сетях, в том числе – узкополосных;
2. возможности построения авторского учебного курса преподавателем и создания индивидуальной образовательной траектории учащегося: благодаря наличию вариативов исполнения электронных учебных модулей, в ОМС возможно выбрать их оптимальную с персональной точки зрения комбинацию для курса по предмету;
3. неограниченный жизненный цикл системы: поскольку каждый учебный модуль автономен, а система открыта, ОМС является динамически расширяемым образовательным ресурсом, не требующим сколь-нибудь существенной переработки в целом при изменении содержательных или технических внешних условий.

Вышеперечисленные преимущества открытых модульных мультимедиа систем обеспечивают достаточно высокие качества электронных образовательных ресурсов, необходимые для их широкого внедрения и эффективного использования в учебном процессе за счет развития активно-деятельных форм обучения. Разумное и методически обоснованное применение таких форм обучения открывает перспективы реализации новых образовательных технологий, новых форм аудиторной и самостоятельной учебной работы.

Основные характеристики ЭОР, размещенных во ФЦИОР:

1. модульная архитектура (учебный электронный модуль (ЭОР) – законченный мультимедиа продукт, решающий определенную учебную задачу);
2. доступность (свободное размещение в Интернет, небольшой объем, длявоспроизведение требуется установка плеера и в ряде случаев дополнительного программного обеспечения, что несколько снижает доступность этих ЭОР и предъявляет требования к ИКТ-компетентности пользователей);
3. вариативность (содержательная вариативность: уровень сложности, ориентация на различные учебники; стиль изложения учебного материала; форма предъявления учебного материала);
4. мультимедийность (мультимедийные средства: текст; аудио; видео; модели; анимации; иллюстрации и их  различные комбинации);
5. интерактивность (интерактивные средства: интерактивные модели, интерактивные анимации, интерактивные задания разного типа с автоматизированной проверкой ответа).

Выделяют четыре уровня интерактивности ЭОР:

В разделе «Физика» на портале размещено около 1000 модулей по физике, по каждому представлена следующая информация: общие сведения, жизненный цикл, технические и образовательные характеристики, права собственности, рубрикации. Для воспроизведения учебного модуля на компьютере требуется предварительно установить специальный программный продукт – ОМС-плеер.

Информационные модули

Информационные модули (И-тип) представлены иллюстрированными материалами, интерактивными анимациями, видеофрагментами, интерактивными моделями.

Модуль «Ядерная энергетика» - информационный модуль, посвященный теме "Ядерная энергетика". Помимо иллюстрированных гипертекстовых материалов (формулы ядерных реакций, вопросы к уроку, краткий конспект) в него входит интерактивная модели «Цепная реакция» и «Ядерный реактор». Модуль относится к III уровню интерактивности/

Практические модули

Практические модули (П-тип): лабораторная работа, виртуальная среда, самостоятельная работа с комментариями, игровые задания, задания творческого характера с комментариями, практикум – интерактивные тестовые задания с комментариями.

 «Движение частиц вещества в различных средах» - практический модуль представляет собой лабораторную работу для основной школы, в которую входят интерактивные модели «Объем смеси воды и песка», «Объем воды и спирта после перемешивания», «Поднятие окрашенной воды по бумаге» и «Диффузия в пробирках с разной температурой»  и 4 задания для закрепления знаний. Модуль относится к II уровню интерактивности

Контрольные модули

Контрольные модули (К-тип) делятся на:

1. интерактивные тренажеры, предназначенные для формирования базовых знаний и умений с последующей отработкой ключевых компетенций, нужных для решения задач;
2. интерактивные модели исследовательского характера (лабораторные работы);
3. интерактивные тесты, включающие задания различных типов (сортировка, указание объекта, классификация, выбор нескольких ответов, перемещение объектов и т.п.)

«Графический способ нахождения параметров движения» - тест включает 5 интерактивных заданий различных типов с возможностью автоматизированной проверки для аттестации по теме "Ускорение" средней школы.

Только 20% контрольных модулей ЭОР имеют простую форму. В зависимости от уровня интерактивности модуля, в него включены задания: на выбор нескольких вариантов ответа, заполнение пропусков, сортировка (установлении правильного порядка по определённому критерию), классификация (установление соответствия между 2-мя типами объектов вида текста или изображения, а также распределение однородных объектов по группам), указание объекта (при проверке знания изображения, устройства приборов, структуры процессов, явлений и природных объектов), перемещение объектов (при проверке знания устройства приборов и приспособлений, структуры процессов, явлений и природных объектов), анализ временной шкалы, поиск ошибок. Таким образом распределение ЭОР П- и К- типов следующее:

Изучая совокупный контент открытой образовательной модульной мультимедиа системы, учитель для каждого тематического элемента может выбрать наиболее подходящие с его точки зрения модули изучения информации (И), практических занятий (П) и контроля (К).Учитель, подбирающий сегодня цифровые образовательные ресурсы к своему уроку, должен выступать в роли эксперта, самостоятельно оценивающего найденные им материалы, и использовать на уроке только те из них, которые отвечают основным содержательно-методическим и дизайн-эргономическим требованиям.

С содержательно-методической точки зрения отобранные ЦОРы должны удовлетворять основным дидактическим принципам (научность, доступность, наглядность и т.д.), возрастным и психологическим особенностям обучаемых.

ВариативИ-модуля дает возможность учителю представить тот же учебный материал в другом изложении, более понятном и комфортном для данного ученика. Поскольку один вариатив может отличаться от другого глубиной представления материала, учитель может выбирать И-модули в соответствии с ожидаемым в данном образовательном учреждении уровнем знаний по физике или подобрать соответствующие вариативы, исходя из уровня подготовленности и способностей конкретного класса или конкретного ученика. А в группе П-модулей учитель физики может выбрать фронтальную или компьютерную лабораторную работу или решение задач по теме. Среди К-модулей можно выбрать либо простой тест, либо практическое задание, выполняемое на виртуальном тренажёре.

Таким образом, совокупный контент электронных образовательных ресурсов может постепенно расширяться, в тоже время открытость электронных учебных модулей позволяет изменить существующий электронный учебный модуль или даже собрать новый электронный учебный модуль самостоятельно. Таким образом, шаг за шагом (по тематическим элементам) опытный преподаватель может постепенно выстроить авторский вариант учебного курса. А потом перейти к его расширению, добавляя вариативы И, П, К-модулей для каждого тематического элемента. Такая работа может позволить учителю дифференцировать задания для слабых, средних и сильных учеников; постепенно формируя для отдельных учащихся индивидуальные образовательные траектории.

СЛАЙД 15

Электронные образовательные ресурсы, представленные на сайте Единой коллекции, и ЕК ЦОР  http://school-collection.edu.ru

были разработаны в рамках реализации Федеральной целевой программы развития образования и проекта «Информатизация системы образования». В рамках данного проекта ресурсы были названы цифровыми образовательными ресурсами или ЦОР. На сайте размещены наборы ЦОР к некоторым учебникам, рекомендованным Министерством образования и науки Российской Федерации к использованию в школах России, инновационные учебно-методические разработки, разнообразные тематические и предметные коллекции, а также другие учебные, познавательные и культурно-просветительские материалы. Коллекция постоянно пополняется новыми цифровыми образовательными ресурсами, сведения о новых поступлениях можно найти на главной странице сайта в разделе «Новости. Новые поступления».

СЛАЙД 16

В Единой коллекции представлены следующие типы ресурсов:

1. информационные источники для системы образования

1. элементарные информационные источники (графическое изображение какого-либо физического прибора, текст-описание физического явления, фотоснимок явления в приборных или лабораторных условиях);
2. информационные источники простой структуры (учебный текст о назначении физического прибора, включающий его графическое изображение, или текст описания явления природы в сопровождении соответствующих иллюстраций в совокупности с текстом объяснением явления с позиций современного научного знания);
3. информационные источники сложной структуры – ИИСС (Гипертекст, содержащий описание явления и его объяснение на основе физических законов и теорий.При этом в текст могут быть включены ссылки: на соответствующий лабораторный эксперимент, на приборы, необходимые для экспериментального исследования явления; на материалы по истории открытия явления; на практическую работу в виртуальной лаборатории по изучению данного явления и пр.)

2. информационные инструменты

4. инструменты учебной деятельности - ресурсы, предназначенные для создания, редактирования и компоновки текстовых документов, графических объектов, массивов числовых данных, звука и видео, компьютерных лабораторий и геоинформационных систем.
5. инструменты организации учебного процесса - ресурсы для методистов, учителей и школьных администраторов, использование которых позволит автоматизировать составление и ведение расписания, контролировать и анализировать знания учащихся и хода учебного процесса и пр., т.е. осуществлять информатизацию процесса управления образовательным учреждением;

3. учебно-методические материалы, ориентированные на достижение качественно новых образовательных результатов

6. ЦОР к уже рекомендованным к использованию традиционным предметным учебно-методическим комплектам (УМК).
7. инновационные учебно-методические комплексы – ИУМК.

Сайт Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов предлагает очень разнообразные учебные и методические материалы по Физике 7-9 классы, рассмотрим разделы

ЭОР имеют большие возможности для организации деятельности и учителя, и учеников в условиях классно-урочной системы. При этом следует учитывать, что такие их характеристики как мультимедийность и интерактивность коренным образом меняют как привычную деятельность учителя, так и деятельность учащихся.

Подготовка и проведение уроков различного типа на основе использования ЭОР