ВІДДІЛ ОСВІТИ, КУЛЬТУРИ, ТУРИЗМУ, СІМ’Ї, МОЛОДІ ТА СПОРТУ ВОЛИЦЬКОЇ СІЛЬСЬКОЇ РАДИ
СТАРОКОТЕЛЬНЯНСЬКИЙ ЛІЦЕЙ
НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНИЙ ПОСІБНИК
ВИКЛАДАННЯ ФІЗИКИ З ВИКОРИСТАННЯМ ІКТ В УМОВАХ ДИСТАНЦІЙНОГО НАВЧАННЯ
Стара Котельня - 2023
Рішення педагогічної ради від 12.12.2022 (Протокол №2А).
Укладач: Циганок Галина Василівна, вчитель фізики Старокотельнянського ліцею, старший учитель.
Рецензент: Рибалко Людмила Петрівна, вчитель хімії та біології Старокотельнянського ліцею, голова методичного об’єднання вчителів природничо-математичного циклу.
Циганок Г.В. Викладання фізики з використанням ІКТ в умовах дистанційного навчання. – Житомир, 2023. – 103 с.
Дослідження присвячене проблематиці викладання фізики з використанням ІКТ в умовах дистанційного навчання.
У навчально-методичному посібнику проаналізовано теоретико-методологічні основи викладання фізики з використанням інформаційно-комунікаційних технологій: сутність інформаційно-комунікаційних технологій та їх роль в сучасній освіті, аналіз проблеми використання ІКТ на уроках фізики, можливості ІКТ для вивчення фізики дистанційно. Досліджено особливості застосування ІКТ в процесі викладання фізики в умовах дистанційного навчання: особливості використання ІКТ в процесі викладання фізики та астрономії; виклики, з якими стикається вчитель у процесі використання ІКТ в процесі викладання фізики та астрономії дистанційно; методи та засоби інформаційно-комунікаційних технологій, ефективні в процесі викладання фізики в умовах дистанційного навчання.
Грамотне, методично та технологічно збалансоване використання ІКТ у навчанні фізики та астрономії не тільки сприяє насиченню уроку інформаційними технологіями, зацікавленості учнів предметом фізика та формуванню ключових компетентностей учнів, а й робить предмет більш актуальним, більш доступний і зрозумілий у пізнанні школярів.
ЗМІСТ
ВСТУП...............................................4
Сутність інформаційно-комунікаційних технологій та їх роль в сучасній освіті 9
Можливості ІКТ для вивчення фізики дистанційно................33
РОЗДІЛ 2. ОСОБЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ІКТ В ПРОЦЕСІ ВИКЛАДАННЯ ФІЗИКИ В УМОВАХ ДИСТАНЦІЙНОГО НАВЧАННЯ39
ПІСЛЯМОВА.........................................67
ЛІТЕРАТУРА.........................................75
ДОДАТКИ............................................78
У вік розвитку комп’ютерних технологій неможливо уявити сучасний урок без використання інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ), які дозволяють не тільки індивідуалізувати процес навчання, а й сприяють самореалізації, самопізнанню школярів, формують їхні творчі здібності, а також дозволяють контролювати рівень навчальних досягнень учнів. Особливо це стосується предметів природничо-математичного циклу, оскільки вони формують єдину картину світу та цілісний природничий світогляд учнів.
Впровадження ІКТ у навчальний процес суттєво впливає на форми і методи подачі навчального матеріалу, характер взаємодії учня і викладача, методику занять загалом. При цьому використання ІКТ не замінює традиційні підходи в освіті, але значно підвищує їх ефективність. Використання інформаційних технологій на уроках фізики в дистанційній формі навчання розширює можливості демонстраційного експерименту за рахунок використання віртуальних зображень, дозволяє створити єдиний інформаційний простір, реалізувати безперервне навчання через систему дистанційної освіти, реалізувати індивідуальне та особистісне навчання, розвинути навички самостійного пошуку необхідної інформації та її критичного відбору.
З’ясуємо, як комп'ютерні технології практично використовуються у фізиці.
При організації уроку з використанням інформаційних технологій необхідно визначити методи, прийоми, засоби навчання, їх відповідність змісту навчального матеріалу, цілям уроку, виховним можливостям класу, відповідність методичних занять, апарату уроку до кожного його етапу та завдання для активізації учнів.
Важливою складовою комплексного уроку з використанням ІКТ є також робота учнів. Необхідно визначити, як використання комп’ютерної техніки впливає на активність учнів, їх працездатність на різних етапах уроку, як реалізується особистісно орієнтований підхід до навчання та самостійна діяльність учнів.
Особливу увагу на уроці з використанням комп’ютерної техніки слід звернути на здоров’язберігаючі технології. Під час організації уроку необхідно враховувати дотримання як технічних, санітарно-гігієнічних, так і ергономічних вимог до уроку. На таких уроках бажано проводити фізкультуру та вправи для очей. Використання комп’ютера на уроці (15-20 хвилин) необхідно чергувати з теоретичним матеріалом або опитуванням учнів.
ІКТ можна використовувати на різних етапах уроку:
- якщо це організаційний момент, доцільно показати слайд із зазначенням теми та переліку питань для вивчення. Показ цієї інформації на екрані прискорює конспектування учнями вивченого матеріалу;
- якщо перевіряються знання учнів, то її можна здійснити за допомогою тестового контролю, в результаті якого буде визначено ступінь засвоєння матеріалу;
- якщо вивчається новий матеріал, то ІКТ дозволяють учням більш повно засвоїти матеріал, що вивчається, візуально, спираючись на зорове сприйняття учнів;
- якщо систематизація і закріплення матеріалу, то повторення можна супроводжувати демонстрацією найважливіших наочних посібників на слайдах, це необхідно для кращого запам'ятовування і чіткого структурування.
Показниками ефективності уроку з використанням ІКТ можна вважати навчальну мотивацію учнів, витрати навчального часу на виконання навчальних завдань і підготовку до уроку, якість навчання на уроці.
Досвід використання комп’ютера та мультимедійних освітніх ресурсів на уроках дозволяє запропонувати такі принципи комп’ютерної підтримки уроків фізики [1]:
1. Методика проведення уроку фізики з використанням комп’ютера залежить від підготовленості вчителя та вимог до програм, що забезпечують комп’ютерну підтримку.
2. Комп’ютер не може повністю замінити вчителя. Тільки вчитель має можливість зацікавити учнів, пробудити їх допитливість.
3. Завжди, коли це можливо, слід проводити реальний експеримент, а якщо неможливо показати це явище, слід використовувати комп’ютерну модель.
4. Не можна використовувати комп’ютер на кожному уроці, оскільки це призведе до порушення санітарних норм і погіршить стан здоров’я школярів.
Отже, використання інформаційних технологій у навчанні дозволяє розглядати учня як суб’єкт освітнього процесу та призводить до зміни стилю взаємовідносин між його суб’єктами. При цьому вчитель перестає бути основним джерелом інформації і займає позицію людини, яка організовує самостійну діяльність учнів і керує нею. Його основна роль тепер полягає у постановці цілей навчання, організації умов, необхідних для успішного вирішення навчальних завдань.
Організація навчання на основі ІКТ дозволяє не тільки задовольнити освітні потреби кожного учня відповідно до його індивідуальних можливостей, а й створити умови для самореалізації та саморозвитку школярів.
Виходячи з того, що ІКТ-компетентність учителя фізики базується на знаннях про сучасні інформаційні системи, про фізичні основи створення засобів ІКТ, уміннях і навичках інформаційної діяльності та інформаційної взаємодії на основі засобів ІКТ; наявність досвіду комп’ютерного моделювання процесів фізичного світу, проведення комп’ютерних експериментів, побудови на екрані графіків і діаграм, що описують динаміку закономірностей, що вивчаються, тощо.
Таким чином, використання ІКТ на уроках фізики в умовах дистанційного навчання дозволяє грамотно організувати підхід до навчального процесу, і водночас підвищує інформаційну грамотність усіх учасників навчального процесу.
Актуальність проблеми: Використання інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ) у навчальному процесі та в позакласній роботі є актуальною проблемою сучасної шкільної освіти. Сьогодні необхідно, щоб кожен учитель будь-якої шкільної дисципліни (фізики, природознавства, біології, географії, іноземної мови, історії, літератури, математики, фізики, хімії) вмів підготувати та провести урок з використанням ІКТ. Такий урок наочний, яскравий, пізнавальний, інтерактивний, економить час вчителя та учня. Це дозволяє учню працювати у власному темпі, а викладачеві – швидко контролювати та оцінювати результати навчання.
Стрімкий перехід сучасного суспільства до епохи глобальної комп’ютеризації не може не викликати змін у викладанні навчальних предметів, зокрема фізики. Сучасний світ вимагає від сучасної молоді вміння користуватися комп’ютерною технікою, володіти певними знаннями про новітні інформаційні технології та застосовувати їх у різних сферах життя. Досить актуальне впровадження нових технологій у навчальний процес сприяє всебічному розвитку особистості, активізує навчальну діяльність учнів, сприяє творчому зростанню дитини.
У сучасному інформаційному просторі актуалізувалися поняття «інформаційно-комунікаційні технології», «медіаграмотність», «медіаосвіта», «мультимедіа».
Інформаційне суспільство з активним впровадженням мультимедіа в повсякденну реальність вимагає від системи освіти реорганізації методів і форм навчання, які дозволять учням гнучко адаптуватися до мінливих умов життя, мати високий рівень толерантності та адаптувати отриманий простір до власного життя.
Об’єкт дослідження: інформаційно-комунікаційні технології на уроках фізики в умовах дистанційного навчання.
Предмет дослідження: використання ІКТ на уроках фізики в умовах дистанційного навчання.
Мета дослідження: з’ясувати місце та роль інформаційно-комунікаційних технологій у процесі навчання фізики в школі; дослідити використання інформаційно-комунікаційних технологій на уроках фізики в умовах дистанційного навчання; підвищення ефективності навчання фізики учнів закладів загальної середньої освіти, пошук і створення системи методів і форм роботи, що формують вміння учнів самостійно здобувати знання, а головне — бажання застосовувати отримані знання у своєму житті.
Завдання: розвивати творчі здібності школярів, уміння аналізувати, моделювати, прогнозувати, творчо мислити. Підвищувати інтерес до вивчення фізики. Удосконалювати практичні навички учнів у роботі на ПК. Формувати вміння учнів самостійно здобувати знання, працюючи з навчальними програмами на комп’ютері. Реалізувати диференційований підхід до учнів під час навчання фізики з використанням комп’ютера.
Одним із викликів сучасності, який гостро постає перед школою, є соціалізація учня, тобто завдання школи полягає в тому, щоб випускник школи був адаптований до вимог мінливого суспільства, вмів зберегти його індивідуальність і протистояти сумнівним речам.
Сучасний світ змінюється настільки швидко, що протягом життя одного покоління відбуваються радикальні зміни, які стосуються всіх сторін людського існування. Усі ці зміни вимагають від суспільства винахідливості, гнучкості, творчого підходу до вирішення проблем, уміння застосовувати знання в реальному житті. Однак ці навички не беруться нізвідки, їх потрібно формувати і розвивати.
Тому школа, яка розуміє справжній зміст цих суспільних процесів, несе особливу відповідальність за здатність адаптуватися до змін. Якщо потреба в соціалізації учня усвідомлюється і визнається вчителем (що, безумовно, свідчить про його поточний рівень ерудиції, професіоналізму), то він закладе цю ідею насамперед у завдання уроку. І, проектуючи урок, він буде думати, шукати зміст, методи, форми, засоби, створювати умови, щоб мета соціалізації була виконана.
В умовах євроінтеграційних освітніх процесів особливої актуальності набуває питання застосування методів навчання, спрямованих на формування соціально-психологічних компетентностей школярів, серед яких інформаційно-інтелектуальна компетентність, на мою думку, посідає особливу актуальність. Адже «освічена людина — це та, яка вміє знати те, чого не знає» (Георг Зіммель, німецький соціолог)[7].
Революція у сфері інформаційних технологій змінила суспільство. На перший план вийшли засоби інформаційно-комунікаційних технологій, за допомогою яких інформація та знання отримуються людиною на якісно вищому рівні. Інформаційно-комунікаційні технології поступово трансформують усі сфери суспільного життя, формують нові системи потреб, стилі життя, демократизують процес навчання, роблять процес навчання творчим, стимулюють самоосвіту. Активне впровадження інформаційних технологій у всі сфери життя суспільства позначилося і на системі освіти.
Традиційні форми навчання поступово витісняються новітніми технологіями, спрямованими на формування умінь і навичок, що відповідають вимогам суспільства. Вимоги сучасного суспільства до освіти змушують фахівців багатьох країн світу переглядати якість і рівень шкільної освіти, що зумовило необхідність її реформування. Змінюються цілі та завдання, які стоять перед сучасною освітою в інформаційному суспільстві, традиційна система освіти поступово замінюється особистісно орієнтованою, традиційні методи замінюються інноваційними, які передбачають зміщення акцентів у навчальній діяльності, її напрямок на інтелектуальний розвиток учнів за рахунок зменшення частки репродуктивної діяльності.
Навчальний процес сьогодні має бути орієнтований на особистість учня та враховувати його індивідуальні особливості та здібності.
У зв’язку з цим зрозуміло, що в початкових класах існує нагальна потреба в адаптації вчителів до нових умов роботи, ролей і цілей, які швидко змінюються. Адже на уроці в комп’ютерному класі вчитель виступає вже не в ролі оповідача, а стає помічником і інструктором для своїх учнів, «…навчаючи менеджерів, а учні – їхні клієнти, як і ми сьогодні, клієнти юристів або професійних консультантів» (Девід Керр) [7].
Використання новітніх технологій в сучасному суспільстві стає необхідним практично в будь-якій сфері людської діяльності. Оволодіння навичками цих технологій ще за шкільною партою багато в чому визначає успішність майбутньої професійної підготовки нинішніх учнів. Оволодіння цими вміннями є набагато ефективнішим, якщо воно відбувається не лише на уроках інформатики, а знаходить свою реалізацію та розвиток на уроках інших предметів, що сприяє розвитку вмінь і навичок застосовувати знання, отримані на уроках інформатики, на практиці і в реальному житті.
Проте такий підхід висуває нові вимоги до підготовки вчителя-предметника, ставить перед ним нові проблеми, змушує оволодівати новими методиками та створювати нові методи навчання на основі використання сучасних інформаційних технологій.
Одним із пріоритетних напрямів процесу інформатизації сучасного суспільства є інформатизація освіти. Метою інформатизації є глобальна інтенсифікація інтелектуальної діяльності шляхом використання інформаційних технологій: комп’ютерних і телекомунікаційних.
Слід зазначити, що інформаційні технології дають можливість:
Основна освітня цінність інформаційних технологій полягає в тому, що вони дозволяють створити незмірно більш яскраве мультисенсорне інтерактивне навчальне середовище з практично необмеженими потенційними можливостями, доступними як для вчителя, так і для учня.
На сучасному етапі розвитку освітнього процесу серед першочергових завдань – завдання різкого підвищення якості освіти, мотивації навчання, подолання накопичених деструктивних явищ. А це можливо при поєднанні традиційних засобів з останніми досягненнями науки і техніки.
В умовах модернізації освіти все більше послідовників знаходить ідея посилення самостійного творчого мислення учнів, їх особистісної спрямованості, посилення діяльнісного компоненту в навчанні. Важливу роль у забезпеченні ефективності навчально-виховного процесу відіграє його активізація, заснована на використанні нових педагогічних технологій, зокрема інформаційних.
Однією з основних проблем впровадження інноваційних форм навчання є вибір оптимального співвідношення кращих традицій існуючої освітньої системи, сучасних педагогічних інновацій та засобів інформаційно-комунікаційних технологій. Як засвідчує практика та деякі дослідження, тенденція освіти чітко розвивається в напрямку змішаного навчання як процесу, що створює комфортне інформаційне освітнє середовище, комунікаційні системи, що надають всю необхідну освітню інформацію.
У змішаному навчанні традиційне навчання поєднується з комп’ютерним, а саме з використанням інформаційних та інформаційно-комунікаційних технологій, інформаційного середовища.
Під час такого навчання функції комп’ютера як засобу діяльності учня базуються на його здатності точно фіксувати факти, зберігати та передавати великий обсяг інформації, групувати та статистично обробляти дані.
Це дозволяє використовувати його для оптимізації управління навчанням, підвищення ефективності та об’єктивності початкового процесу, при цьому значно економлячи час викладача за такими напрямками:
отримання інформаційної підтримки;
діагностика, реєстрація та систематизація параметрів навчання;
робота з вихідними матеріалами (пошук, аналіз, відбір, проектування, створення);
організація колективної роботи;
впровадження дистанційного навчання.
Отже, одночасна участь учителя та комп’ютера в навчальному процесі значно підвищує якість освіти. З одного боку, співпраця вчителя і комп’ютера робить складний предмет більш доступним для розуміння різними категоріями учнів, покращує якість його засвоєння. З іншого боку, висуває більші вимоги до рівня підготовки вчителя та його кваліфікації, який повинен не тільки володіти традиційними методами навчання, а й уміти модернізувати їх відповідно до специфіки учнів, використовуючи сучасні досягнення наука і технології.
Поряд із перевагами впровадження інформаційних технологій може мати й негативні прояви, зокрема:
1. Проблема співвідношення обсягів інформації. Інформація, яку надає комп’ютер, може суттєво відрізнятися від тих обсягів, які учень здатен сприйняти, осмислити та засвоїти.
2. Можлива індивідуалізація процесу навчання, в результаті якої учні після кількох занять будуть на різних рівнях вивчення матеріалу. Це може призвести до того, що вчитель не зможе продовжувати навчання за традиційною системою, оскільки основне завдання полягає в тому, щоб учні були на тому ж рівні знань перед вивченням нового матеріалу протягом усього відведеного часу.
3. Відмінність «машинного» і людського мислення. Якщо машина «мислить» тільки в двійковій системі, то людське мислення набагато багатогранніше, ширше і багатше. Як за допомогою комп’ютера розвивати в учнів людський підхід до мислення, а не просто прищеплювати якийсь жорсткий алгоритм розумової діяльності. Головне завдання полягає в тому, щоб учень не перетворився на автомат, який може мислити і працювати тільки за алгоритмом, запропонованим програмістом. Це можна забезпечити шляхом поєднання інформаційних методів навчання з традиційними. Програми повинні давати користувачеві можливість будувати власний алгоритм дій, а не нав'язувати кимось створений готовий.
4. Психологічне навантаження на користувача. Програми складаються висококваліфікованими фахівцями. Часто виникає ситуація, що при отриманні підказок, зроблених на високому науковому рівні, у користувача складається думка, що рівень його підготовки дуже низький і, відповідно, знижується самооцінка.
Тому для досягнення позитивних результатів використання комп’ютерів та інформаційних технологій у навчанні недостатньо просто впроваджувати їх у початковий процес, доцільно розробити нові предметні програми, які б передбачали використання комп’ютерних технологій упродовж усього навчального процесу.
Можливості комп'ютера в початковому процесі оцінюються по-різному: від їх абсолютного заперечення до твердження, що всі основні і допоміжні функції навчального засобу можна передати комп'ютеру.
Більшість експертів дотримуються думки, що комп'ютер, виконуючи ряд навчальних функцій, не зможе повністю замінити вчителя. На сучасному етапі пропонується найбільш конструктивний підхід, згідно з яким комп’ютер слід не протиставляти вчителю, а розглядати як засіб забезпечення його професійної діяльності.
Інформаційно-комунікаційні технології містять у собі якісно нові можливості навчання та розвитку дитини, а тому вимагають перегляду змісту та організації форм навчання.
Процес організації навчання школярів з використанням ІКТ дозволяє:
Використання ІКТ розширює інтерпретаційне поле вивчення предмета: отримання інформації з різних джерел, аналіз інформації, культурних зразків; поєднання традиційних і нетрадиційних джерел інформації; новий рівень засвоєння навчального матеріалу, який пов’язаний із застосуванням візуальної та адитивної візуалізації.
Сучасний світ неможливо уявити без комп'ютерних технологій, вони міцно закріпилися практично у всіх сферах людської діяльності. Навчальний процес не є винятком.
Мультимедійні засоби можна використовувати практично на всіх етапах уроку:
а) під час мотивації як постановки проблеми перед вивченням нового матеріалу;
б) при поясненні нового матеріалу як ілюстративний матеріал;
в) під час закріплення й узагальнення знань;
г) для контролю знань.
Головне, щоб залучення ІКТ до освітнього процесу на будь-якому його етапі сприяло урізноманітненню предметної діяльності учнів, створювало можливості для різнобічного саморозвитку особистості дитини, підвищувало мотивацію до отримання якісного освіти.
Залучення ІКТ призводить до різкого підвищення насиченості уроку, його наочності та ін. ІКТ відкриває нові можливості для створення віртуального простору, в якому стає можливим продемонструвати процеси, недоступні на уроці.
Серед величезної різноманітності навчальних мультимедійних засобів найбільш ефективними вважаються:
Автоматизовані навчальні системи моделювання навчальних об’єктів повною мірою реалізують давній принцип методики навчання: краще один раз побачити, ніж сто разів почути. Вони допомагають у тих випадках, коли учневі потрібно вивчити багато інформації: правила техніки безпеки, біографії вчених. Крім того, автоматизовані системи навчання є інтерактивними, оскільки дають можливість забезпечити діалоговий режим протягом усього процесу навчання.
Навчальні фільми відтворюють певні процеси як у формі реальної спеціальної кінозйомки, так і тривимірної комп’ютерної графіки.
Мультимедійні презентації надзвичайно ефективні при проведенні уроків, лекцій, конференцій, індивідуальних виступів як вчителя, так і учнів.
Відео-демонстрація – це, перш за все, віртуальна фізична лабораторія. Зрозуміло, що, як і всі інші мультимедійні засоби, він не може повністю замінити справжній «живий» експеримент, але у випадках, коли реальний експеримент на уроці неможливий, відео-демонстрація чудово замінить цей брак інформації для безпосереднього спостереження. Тому віртуальний експеримент є не заміною реальних експериментів, а доповненням до навчального експерименту.
Крім того, відео-демонстрація не є фрагментом уроку, тому я можу демонструвати, робити паузи, повторювати її неодноразово і в довільному порядку з різними цілями: і як демонстрація викладеного матеріалу, і як мотивація перед вивченням нової теми, створення проблемної ситуації, та для перевірки знань учнів.
Нарешті, відео-демонстрація не містить готових знань, у чому її разюча відмінність від навчального відео. Це об’єктивний факт, джерело інформації для учня. Тому такий спосіб подачі нового матеріалу є евристичним, учні підводяться до «відкриття», яке вони роблять самостійно.
Також хочеться відзначити величезне значення ІКТ для усунення прогалин у наочності навчання фізики в загальноосвітніх навчальних закладах. Вони характеризуються:
а) ілюстративністю (з їх допомогою вчитель ілюструє урок, але сам розкриває зміст теми);
б) фрагментарність (учитель викладає матеріал дозовано, залежно від швидкості його сприйняття учнями);
в) методична інваріантність (використовується на різних етапах уроку з різною метою);
г) стислість (великий обсяг інформації ефективно подається за короткий час);
д) евристичність (виклад матеріалу в доступній формі для свідомого засвоєння учнями).
Використання педагогічних програмних засобів (ППЗ) дає можливість:
У наш час комп'ютеризація охопила всі сфери діяльності і вже входить в одну з найбільш консервативних сфер - освіту. Інертність системи освіти є позитивною якістю, оскільки вона ставить перешкоду в освітній сфері моді, яка швидко минає. Водночас ця система має відповідати перспективним тенденціям соціального та інтелектуального розвитку суспільства, на даному етапі сприяти переходу до інформаційного суспільства.
Сучасні уроки – це уроки, на яких учні повинні продемонструвати: допитливість, самостійність мислення, вміння дискутувати, інтелектуальну активність, компетентність. Так, при вивченні теми «Закономірності постійного струму» у 9 класі мною розроблено кілька видів карток різної складності, при розв’язуванні яких кожен учень зможе самореалізуватися, отримати завдання відповідно до своїх можливостей (творча робота). При вивченні теми «Електричне поле» в 9 класі я, крім задачників, використовую власний посібник, в якому містяться задачі від найпростіших до задач підвищеної складності.
Використання ІКТ на уроках фізики в умовах дистанційного навчання є складовою особистісно орієнтованого навчання.
На сучасному етапі школа має виховувати творчу особистість, впевнену у своїх силах, здатну до саморозвитку, самоосвіти та самовиховання. Для виконання цього завдання вчитель має бути не лише носієм інформації, а й педагогом, психологом, здатним забезпечити адекватну психологічну підтримку та корекцію особистості, яка формується в такий складний період суспільного розвитку.
Учитель має формувати в учнів надію на те, що вони здатні керувати своїм життям, допомагати їм навчитися приймати рішення, розвивати в собі сильні сторони, справлятися зі стресом – все це є основою для розвитку творчої особистості, яка вміє орієнтуватися в сучасному світі.
Тому метою діяльності сучасного вчителя має бути пошук і створення системи методів і форм роботи, які формують в учнів уміння самостійно здобувати знання і, головне, бажання застосовувати набуті знання у своїй діяльності.
Сьогодні перед педагогічною наукою стоїть проблема, як підвищити інтерес учнів до вивчення фізики. Однією з причин втрати інтересу є використання традиційних методів навчання. Тому протягом усієї педагогічної діяльності я постійно працюю над удосконаленням уроку. Що потрібно зробити, щоб кожен урок був цікавим? З чого виходити в системі роботи з удосконалення уроку?
Розвиток суспільства потребує постійного оновлення його інтелектуального та творчого потенціалу. Тому система освіти орієнтується на формування творчої особистості.
При цьому особистісно-орієнтоване навчання вважається таким, що:
Пріоритетними напрямками освітньої політики школи є:
Педагогічна акмеологія в даний час є найбільш розвиненим напрямком прикладної акмеології.
Фізика, як навчальний предмет, що впливає на розвиток розумових здібностей, надає унікальні можливості для формування системного мислення. Фізику слід сприймати як систему наукових поглядів на світ, як елемент людської культури. За кожним символом фізичної величини учень повинен бачити відповідну фізичну властивість, кожен фізичний закон повинен сприйматися як реальне фізичне співвідношення в природі. Якщо учні не розуміють фізичного змісту величин і законів, тобто не бачать фізичної реальності в термінах, досить швидко, ввівши цілу купу фізичних величин, вони перестають розуміти все, про що їм розповідає вчитель. У свідомості учня постає два світи: давно відомий їм світ - світ природи і світ малозрозумілих величин і формул - світ фізики.
Тому вважаю за доцільне введення фізичних величин за єдиним планом:
Так, наприклад, при вивченні теми «Тиск твердих тіл і рідин» у 8 класі при закріпленні теми добираю такі питання, які розкривали б фізичний зміст вивченого матеріалу і стосувалися повсякденного життя.
Заклад загальної середньої освіти входить до системи освіти як району, так і області. У своїй діяльності школа керується статутом та нормативними документами органів управління освітою. Діяльність школи здійснюється на основі суворого дотримання законних прав та інтересів усіх суб’єктів освітнього процесу. Школа прагне максимально врахувати та задовольнити потреби та схильності учнів, інтереси їх батьків, при цьому особливу увагу приділяє вирішенню питань створення комфортних умов для виховання та навчання дітей, оптимізації діяльності учнів та педагогічних працівників. Під соціальною успішністю розуміють таке навчально-виховне середовище, в якому учні та педагоги отримують можливість найповніше реалізувати свій творчий потенціал, інтелектуальні можливості, що сприяють успішній соціалізації дитини та її адаптації в мінливих соціально-економічних умовах. Батьки, будучи рівноправними суб’єктами освіти та соціальними партнерами школи, мають можливість отримувати інформацію про успішність своїх дітей та брати активну участь у формуванні та корекції індивідуальної освітньої траєкторії своїх дітей.
Сьогодні кожен учитель має розуміти, що сучасна школа потребує сучасних методів навчання. Для цього створюються шкільні блоги, з метою налагодження спілкування через мережу з колегами, учнями та їх батьками; на якому розмістила матеріали для підготовки до контрольних робіт, конспекти уроків, кращі творчі роботи учнів, методичні та додаткові матеріали до уроків фізики та астрономії.
Використання ІКТ, побудова презентаційних уроків надає уроку специфічної новизни, дозволяє викласти великий обсяг матеріалу за короткий проміжок часу, але подати його так, щоб учні поглибили і деталізувати їх за рахунок появи нових яскравих образів та асоціацій.
Мультимедійні презентації покращують наочність подачі матеріалу, дозволяють учням ознайомитися з процесами, небезпечними для здоров'я дітей в реальності. Крім того, мультимедійні презентації прискорюють темп уроку на 10-15%.
Дослідження питання використання ППЗ при вивченні фізики показало доцільність їх впровадження в навчальний процес.
Використовуючи метод проектів, роботу в групах та парах, можливості Інтернету, розкриваємо творчий потенціал учнів, які отримують мотивацію до особистісного розвитку та творчої самореалізації.
В умовах формування відкритого інформаційно-освітнього простору ІКТ стають невід’ємним атрибутом освітнього процесу. Але не варто забувати, що жодна комп’ютерна програма не замінить «живого» спілкування на уроці, реального експерименту та вчителя-предметника.
Комп’ютеризація системи освіти – це не просто «впровадження» комп’ютерів у традиційний процес навчання, а докорінна перебудова всієї системи освіти. Змінюється зміст діяльності вчителя й учнів, структура й організація навчально-виховного процесу, формуються інші методичні, психологічні, дидактичні основи навчання й навчання. Поки що комп’ютеризація в наших школах носить швидше кількісний характер, системний підхід тільки формується. Ця ситуація буде виправлена, щойно сформується ІКТ-компетентність шкільного вчителя.
Складовими ІКТ-компетентності можна вважати готовність:
Комп’ютеризація сфери освіти дає можливість здійснювати безперервну освіту населення, змінювати процес навчального пізнання шляхом переходу від накопичення знань до діяльності в спеціально організованому освітньому середовищі, індивідуалізувати та диференціювати навчання, що особливо важливо в особистісно-орієнтованій педагогіці. Інтерактивна діяльність учнів створює умови для розвитку нових у порівнянні з традиційною шкільною освітою видів альтернативного, евристичного тощо мислення – призводить до зміни авторитарного стилю навчання на демократичний.
Кількість дітей, які вміють користуватися комп’ютером, стрімко зростає. Але діти більше знайомі з ігровими комп'ютерними програмами та використовують комп'ютерну техніку для розваги та відпочинку.
Комп’ютер для учнів – це не лише джерело нової навчальної інформації, а й засіб інтелектуальної діяльності. Робота за комп’ютером може (і повинна) розвивати такі якості особистості, як рефлексивність, критичність до інформації, відповідальність, здатність приймати самостійні рішення, толерантність, креативність тощо.
Комп’ютер для вчителя – сучасний засіб вирішення дидактичних завдань організації нових форм розвивального навчання.
Ефективність використання комп’ютерних технологій безпосередньо залежить від рівня ІКТ-компетентності вчителя-предметника та рівня комп’ютерної суб’єктності (тобто самостійності, творчої активності) учня.
Комп’ютер – це, по суті, педагогічний інструмент у руках грамотного вчителя, а не його електронна заміна. Це сучасний, потужний аудіовізуальний технічний засіб навчання (ТЗН), і до нього слід ставитися як до будь-якого іншого ЗНЗ, тобто знаходити правильне місце для комп’ютерного матеріалу та навчального завдання на уроці в поєднанні з іншими засобами навчання на основі змісту і завдання самого уроку, а не навпаки – побудова уроку за наявними комп’ютерними програмами.
Комп'ютер має значні переваги перед іншими ТЗН:
Інтерактивна дошка – це не лише сенсорний екран, підключений до комп’ютера, а й активне навчання – спосіб організації навчального процесу, за якого учні отримують знання не лише від викладача, а використовувані методи, форми та засоби стимулюють навчальний процес, враховувати індивідуальні особливості учнів та забезпечувати необхідний рівень мотивації.
На дистанційних уроках фізики можливі ситуації комп’ютерної підтримки:
Використання інформаційних технологій дозволяє вчителю спілкуватися з учнями на сучасному технологічному рівні, зробити навчальний процес більш привабливим, емоційним, ефективним та об’єктивним.
Основні напрямки реалізації ідеї:
Загальновідомо, що основною формою організації навчальної діяльності в школі є урок. Саме така форма організації навчального заняття дозволяє поєднати роботу класу в цілому та окремих груп учнів з індивідуальною роботою кожного учня. Урок є найважливішою ланкою навчального процесу, і якість знань учнів залежить насамперед від науково-методичного рівня кожного уроку та системи уроків у цілому.
Для виконання дидактичних завдань уроків відповідно до їх мети використовую різноманітні форми роботи, надаючи перевагу активним методам навчання, веду діалог з учнями, пропоную різноманітні форми самостійної та творчої роботи.
Значну увагу приділяю визначенню форм взаємодії вчителя та учнів, добору таких методів роботи, які надають змістовності процесу навчання, сприяють формуванню та розвитку логічного мислення учнів, бажання вчитися, самоосвіти та самореалізації учнів.
Головним недоліком уроку вважаю подачу учням готових знань.
Природні об’єкти повинні забезпечувати необхідну складову людської культури – сучасний світогляд, адже кожна людина має уявляти, хоч і в загальних рисах, як побудований світ, у якому вона живе, правильно орієнтуватися в глобальних проблемах, що постають перед людством. Особливо це стосується фізики, яка була і залишається лідером природознавства. Американський вчений І. Рабі говорив, що «фізика є стрижнем гуманітарної освіти нашого часу». І це правильно, адже, навчаючи фундаментальним законам, учитель фізики має чудову можливість виховувати учнів засобами предмета. У цьому йому допомагає значний арсенал методів і прийомів.
Прийоми, характерні для природознавців, специфічні:
На мою думку, особливе місце в школі мають відводитися таким формам занять, які забезпечують участь кожного учня в уроці, підвищують авторитет знань та індивідуальну відповідальність школярів за результати навчальної діяльності. Ці завдання учнів можна успішно вирішити завдяки інформаційним технологіям.
Вивчення фізики, в силу особливостей самого предмета, є сприятливим напрямком для застосування сучасних інформаційних технологій. Інформаційні технології використовую як при проведенні уроків, так і в організації позакласної роботи учнів.
Використовую інформаційні технології на уроках фізики в умовах дистанційного навчання за такими напрямами:
Готуючись до уроків, я завжди пам'ятаю:
Джерелами ілюстративного матеріалу для створення уроків є: CD-диски мультимедійних курсів фізики «Бібліотека електронних візуалізацій», «Фізична віртуальна лабораторія», «Фізика 7кл.», «Фізика 8 клас», «Фізика 9 клас», «Фізика 10 клас», «Фізика 11 клас», енциклопедії або компакт-диски збірників електронних наочних посібників з фізики («Кирило і Мефодій», спільний диск «Освіта» 1С та «Дрофа», «Фізикон»); матеріали з джерел Інтернету; матеріали, створені своїми руками або руками учнів школи; електронні підручники.
У своїй роботі надаю перевагу активним методам навчання, веду діалог з учнями, пропоную різноманітні форми самостійної та творчої роботи. Значну увагу приділяю визначенню форм взаємодії вчителя та учнів, добору таких прийомів роботи, які сприяють формуванню та розвитку в учнів логічного мислення, бажання вчитися.
Я прихильник проблемного методу викладання нового матеріалу, тому при викладанні нового матеріалу створюю ситуації успіху на уроці, використовую вправи та тестові завдання різного рівня.
Уміле поєднання комп’ютерних технологій і традиційних методів навчання фізики дає бажаний результат: високий рівень засвоєння знань з фізики та усвідомлення їх практичного застосування. Використання нових засобів навчання є засобом підтримки інтересу до предмету. Зокрема, мультимедійні засоби не тільки підтримують прагнення до пізнавальної діяльності, а й модернізують предмет, роблять його більш звичним і наочним.
У використанні такої методики можна виділити багато позитивних моментів:
Майже на всіх етапах уроку використовую мультимедійні засоби:
Головне, щоб залучення ІКТ до освітнього процесу на будь-якому його етапі сприяло урізноманітненню предметної діяльності учнів, створювало можливості для різнобічного саморозвитку особистості дитини, підвищувало мотивацію при отриманні якісної освіти.
ІКТ відкривають нові можливості для створення віртуального простору, в якому стає можливим продемонструвати процеси, недоступні в класі.
Серед величезної різноманітності навчальних мультимедійних засобів найбільш ефективними вважаю: моделювання реальних об'єктів, відео-демонстрації, навчальні фільми, комп'ютерні тренажери, мультимедійні презентації.
У кабінеті фізики я зібрала багато додаткового матеріалу, який зберігаю в окремих папках. Це папки з роздатковим і дидактичним матеріалом до кожної теми кожного класу. Ці папки містять матеріал практично до кожного уроку: індивідуальні картки, тестові завдання, завдання різного рівня. Під час роботи разом з учнями зібрали матеріал у такі папки:
Весь цей матеріал використовується на уроках, що дозволяє розкрити індивідуальний потенціал кожного учня, допомагає та стимулює розвиток творчих здібностей.
Форми роботи:
Методи навчання:
Для більш ефективного вивчення матеріалу на уроках використовую перегляд навчальних фільмів. За час роботи зібрала багато фільмів різної тематики.
На деяких уроках використовую перегляд фільму з вимкненим звуком, і учні повинні коментувати цей матеріал. Особливо дітям подобаються фільми про природні явища та фільми про море (тема «Закон Архімеда. Мореплавство»).
Сучасний вчитель – це не просто людина, яка веде уроки в школі. Сучасний учитель – це людина, яка вміє швидко адаптуватися до нових умов, знаходити нестандартні рішення проблем, вміє викладати матеріал свого предмету так, щоб учням було цікаво, корисно і легко засвоюватися, незалежно від часу чи відстані.
Дистанційне навчання не звичне ні для вчителя, ні для учня, ні для батьків. Однак наразі існує величезна кількість інформаційно-комунікаційних технологій, які дозволяють навчати дітей поза школою. Основна проблема полягає в правильному виборі технологій з урахуванням специфіки навчального предмета та індивідуальних особливостей кожного класу. Як вчитель я зосередилась на:
• добірка відеоуроків
• використання платформи шкільного сайту
• за допомогою програм Google (YouTube, Google Classroom, Google Meet, Google Forms, Google Drive, Gmail)
Проаналізувавши весь наявний матеріал по нашій тематиці, я дійшла до висновку, що корисних і доступних пояснень тем насправді дуже мало. Зі свого досвіду роботи з класами, в яких я працюю, я зрозуміла, що, по-перше, сучасні діти не люблять читати книги і самостійно розбиратися в правилах; по-друге, ніхто не буде дивитися довгі і нудні пояснення - зараз працює правило «чим простіше, тим краще»: чим швидше дитина впоралася із завданням, тим більше воно їй сподобається.
Безумовною перевагою власних відеоуроків є те, що подача матеріалу відбувається у звичному для учнів вигляді: за певною структурою, чітко, доступно та зі звичною інтонацією та темпом. Адже діти звикають до свого вчителя, а деяким просто важко адаптуватися до іншого способу пояснення нових тем. Крім того, учень може зупинитися на цікавому для нього моменті, а якщо щось було незрозуміло - повертатися до цього моменту стільки разів, скільки йому потрібно. Також відеоурок дає можливість наочно пояснити розв’язання задач і рівнянь, коментуючи кожен етап. Підтвердженням того, що саме ця форма роботи є ефективною, доступною та зрозумілою, є позитивні відгуки батьків та учнів, а також результати виконання завдань на достатньому та високому рівні.
Skype — безкоштовне програмне забезпечення, яке дозволяє проводити відеоконференції. Онлайн-спілкування за допомогою відеозв’язку дає змогу обговорювати та вирішувати різноманітні питання, що виникають в учнів після перегляду відеоуроків та під час виконання окремих завдань у режимі «тут і зараз». Крім того, це дозволяє вчителю провести коротке опитування учнів і визначити рівень засвоєння матеріалу. Проте, як основна форма подачі матеріалу, вона не підходить для таких предметів, як хімія, математика тощо, оскільки кожна дитина сприймає інформацію по-своєму: хтось швидко засвоює нові знання, а комусь потрібно кілька разів повторити, що є цілком нормальним явищем. Тому ми використовуємо онлайн-конференції як додаток до відеоуроків. Наразі Google та його додатки дозволяють працювати дистанційно, щоб було зручно всім учасникам навчального процесу.
Google Classroom - працюємо з різними класами в зручному середовищі, що дає можливість публікувати завдання різного характеру та рівня складності, а також відразу оцінювати роботу учнів.
Google Forms - дозволяють організувати контроль знань учнів у формі тестів з вибором правильних відповідей і завдань з відкритою відповіддю, а також з можливістю додавання відповідей у вигляді зображень або фотографій.
Диск Google і Gmail дозволяють зберігати, сортувати та архівувати роботи учнів.
Отже, як бачите, сучасні технології дозволяють працювати віддалено будь-де та будь-коли. Головне – обрати свій шлях якісного та ефективного навчання.
Роль інформаційних технологій і технічних засобів у житті людини важко переоцінити. Вони є невід'ємною частиною всіх сфер нашого життя. Сучасні досягнення науки і техніки вимагають постійного вдосконалення навчального процесу. Перед школою стоїть завдання підготувати випускників, здатних швидко адаптуватися до різних життєвих обставин, вміти критично мислити, опрацьовувати отриману інформацію та самовдосконалюватися [4].
Кожен вчитель повинен намагатися урізноманітнити форми роботи, щоб у кожної дитини була мотивація до навчання. Адже через складний навчальний матеріал у сучасних підручниках в учнів просто зникає бажання докладати зусиль. З іншого боку, враховуючи індивідуально-типові особливості сприйняття, розуміння, відтворення та запам’ятовування інформації особистістю учня, виникає необхідність у методичному та грамотному викладі навчального матеріалу з фізики, розробці та реалізації ефективні технології та засоби навчання.
А оскільки суб’єктами освітнього процесу є учні Z-покоління зі специфічним кліповим мисленням, домінуванням прагматизму, інтегрованими в цифрове середовище навчання та розвитку, процесуальна складова методичної системи навчання фізики обов’язково повинна включати інформацію та комунікаційні технології. У науковій літературі на сьогодні накопичено значну кількість досліджень, які стосуються методики використання інформаційних технологій і технічних засобів під час вивчення фізики в закладах загальної середньої освіти.
Вивчала праці Бикова В.Ю [1], Литвинова С.Г [5], Мельника Л.С. [6], Соловйова О.Ю. [7]. Використання різноманітних інформаційних технологій та технічних засобів під час навчання допоможе:
Сьогодні технічні засоби набувають популярності в освітній сфері і стають невід’ємними компонентами навчання фізики, що сприяє ефективності навчального процесу та реалізації принципів розвивального навчання. Комп’ютер на уроках фізики в умовах дистанційного навчання можна використовувати як інформаційну систему, джерело інформації для розробки проектів, написання рефератів, для підвищення наочності та контролю за засвоєнням знань. За допомогою технічних засобів можна поєднати традиційні та нетрадиційні джерела інформації. Навчальний матеріал засвоюється в кілька разів краще, що пов'язано з використанням наочності [7].
Особливий акцент робиться на самостійній роботі учня, спрямованій на пошук, усвідомлення та опрацювання нових знань. Учитель виступає організатором навчально-виховного процесу, який допомагає і підтримує учнів.
Використовувати технічні засоби можна на всіх етапах уроку:
Одним із найсучасніших засобів навчання є мультимедіа. Його використання на уроках дозволяє об’єднати в одній програмі текстову, графічну, аудіо- та відеоінформацію. Це значно полегшує вчителю підготовку до уроку та допомагає кілька разів змінювати методи навчання та види діяльності протягом одного уроку. Це дає можливість проводити інтегровані уроки та впроваджувати на уроках ігрові методи, що не мало важливо в загальноосвітній школі [6], [7].
Відповідно до програми, рекомендованої Міністерством освіти і науки України, курс фізики середньої школи включає такі розділи: «Електродинаміка», «Оптика», «Ядерна фізика». Засвоєння матеріалу цих розділів можливе лише за умови розвиненого образного мислення та вміння аналізувати та порівнювати.
Адже продемонструвати більшість фізичних явищ в умовах шкільного лабораторного обладнання кабінету фізики неможливо. Також матеріально-технічна база кабінетів фізики не завжди дозволяє проводити лабораторні роботи чи фронтальні досліди. Але повністю замінювати реальний фізичний експеримент віртуальним не варто [3].
Застосування інформаційних технологій у загальноосвітніх навчальних закладах є необхідним і важливим, але придбання та обслуговування комп’ютерної техніки та програмного забезпечення потребує значних фінансових вкладень та залучення кваліфікованих спеціалістів [2].
У цьому випадку краще віддати перевагу хмарному навчальному середовищу. С. Г. Литвинова дає таке визначення ХОНС як «штучно сконструйованої системи, що складається з хмарних сервісів і забезпечує освітню мобільність, групову співпрацю викладачів і учнів для ефективного, безпечного досягнення дидактичних цілей» [5].
Таке поняття досить нове, воно набуло широкого застосування саме під час впровадження дистанційної освіти. Сьогодні відомі основні компанії, які надають можливість створити таке навчальне середовище Microsoft, Google, Amazon, IBM. Навчання учнів через Інтернет базується на використанні різноманітних засобів та електронних об'єктів. Навчальне середовище включає електронні освітні ресурси, плакати, лабораторії, відеофайли, презентації, аудіоролики, фотоматеріали [1].
Сучасні проблеми потребують сучасних рішень. Про це варто пам’ятати, постійно підвищувати кваліфікацію та використовувати нові, цікаві, інтерактивні форми та методи роботи під час навчання фізики в старшій школі. Впровадження інформаційно-комунікаційних технологій у навчальний процес дає змогу індивідуалізувати та диференціювати навчання, розширити можливості вчителя щодо реалізації дидактичних засад навчання і тим самим підвищити мотивацію та пізнавальний інтерес учнів до вивчення фізики.
Сучасні освітні інформаційні технології дозволяють забезпечити навчальний процес у п’яти блоках:
• система дистанційного навчання;
• робота над телекомунікаційними проектами;
• пошук інформації в Інтернеті;
• система дистанційного навчання вчителів та учнів.;
• електронні підручники, науково-популярна література.
Вчителю надається можливість переходу від традиційного навчального процесу (урочної системи) до модернізованого при використанні інформаційно-телекомунікаційних технологій у навчанні фізики та астрономії. Їх використання пропонує принципово новий рівень організації навчального процесу.
Національна доктрина розвитку освіти України, Державна цільова соціальна програма підвищення якості шкільної природничо-математичної освіти, реалізація обласного проекту «Нова Україна – новий стандарт освіти», єдиний інформаційний освітній простір області та інших нормативно-правових документах зазначено, що одним із пріоритетних напрямів розвитку освіти є впровадження сучасних інформаційно-комунікаційних технологій в усіх галузях освітньої галузі, що забезпечить подальше вдосконалення освітнього процесу, підвищення якості, доступності та ефективність навчання, розвиток у підростаючого покоління умінь і навичок, необхідних для практичного використання в сучасному інформаційному середовищі.
Розвиток мотивації учнів до навчання є однією з найактуальніших проблем сучасності щодо формування глибоких теоретичних знань. Її вирішення потребує пошуку нових підходів до подальшого вдосконалення змісту, форм і методів навчання.
Актуальність і перспективність зазначених питань, осмислення їх теоретичної складової, розроблених методичних прийомів і способів реалізації спонукали нас до узагальнення досвіду роботи щодо впровадження інформаційно-комунікаційних технологій в інтегрований освітній простір сучасного навчання фізика та астрономія – потужний фактор впливу на формування дослідницьких компетентностей творчої особистості в умовах дистанційної освіти.
У методичній та психолого-педагогічній літературі питання впровадження ІКТ у навчальний процес висвітлювали видатні педагоги Т.П. Лісійчук, Т.С. Олійник, Г.С.Одінцова та ін. С. Шишков зазначає, що компетентність – це загальна здатність, яка базується на знаннях, досвіді та цінностях, набутих через освіту. Інтеграція, за Тарасовим, передбачає розвиток міжпредметних зв'язків, перехід від узгодженого викладання споріднених предметів до їх глибокої взаємодії, змістовного взаємопроникнення одного предмета в інший.
У дослідженні ми також спиралися на концепцію моделювання та проектування педагогічного процесу в умовах інформатизації освіти (У.І. Андрєєв, В.П. Безпалько та ін.); психолого-педагогічні ідеї сучасної дидактики, пов’язані з оптимізацією навчання та безперервним розвивальним навчанням (Я.Д. Бабанський, В.П. Безпалько, В.У.Давидов, Л.У.Занков та ін.), використання інформаційних технологій у навчанні (А.П. Єршов, А.А. Кузнєцов, І.В. Роберт та ін.), психологічні основи комп’ютерної компетентності вчителя та студента розкрила Ю.І.Машбіць, а систему роботи з використання інформаційних технологій запропонувала та обґрунтувала Л.І.Жалдак. Н.Г.Насірова трактує інформаційну компетентність як мотивацію, потребу та інтерес до набуття знань, умінь та навичок у сфері технічного забезпечення та інформації.
Результат проведеного власного дослідження дав змогу модифікувати та розробити стратегії реалізації поставлених завдань. Дидактичні можливості інформаційних технологій у навчанні фізики, можливості впровадження ІКТ в інтегрований освітній простір сучасного навчання фізики, використання медіаосвіти для реалізації принципів навчання, проблемні аспекти та переваги реалізації досліджуваної проблеми визначаються. У ході дослідження розроблено та ефективно впроваджуються технологічні складові досвіду: проект уроку фізики з комп’ютерною підтримкою та методичні рекомендації щодо впровадження інформаційно-комунікаційного забезпечення навчального процесу; практичні пам'ятки для учнів про роботу з комп'ютером, наприклад, тренування пам'яті при роботі з комп'ютером через:
1) концентрація уваги на об'єкті, що з'являється на моніторі;
2) виділення окремих деталей об'єкта;
3) відтворити об’єкт у програмі POWER POINT.
У результаті дослідження проблеми побудовано модель впровадження ІКТ в інтегрований освітній процес навчання фізики. За цією моделлю реалізація здійснюється шляхом використання мультимедіа, мережі Інтернет для створення сайтів з метою дистанційного навчання та пошуку інформації.
Проект уроку фізики з комп’ютерною підтримкою може містити: мультимедійні проекти, презентації, комп’ютерне тестування, наприклад, у програмах: «Помічник-2», «Тест-2»; створення буклетів, плакатів, газет у Publish, віртуальних лабораторних робіт та дослідів; розрахунки та побудова графіків фізичних процесів в Excel, пошук інформації в Інтернеті.
Ці компоненти уроку обов’язково базуються на загальнодидактичних принципах: доступності, наступності, системності та забезпечують методичне забезпечення інтеграції для формування ключових компетентностей творчої особистості. Прикладом може бути використання завдань інтеграційного змісту на уроках у 10 класі (фізики та географії):
1. Відстань між крайньою східною та західною точками України дорівнює 1270 км, а відстань між крайньою північною та південною — 900 км. Скільки часу знадобиться для цього літаку, ластівці та ліхтарю, швидкість яких відповідно дорівнює 900 км/год, 15 м/с і 3*108 м/с?
2. Загальна протяжність кордонів України становить 6500 км. Моторний човен, що рухається зі швидкістю 60 км/год, долає відстань уздовж морських кордонів за 17 год 30 хв. З якою швидкістю повинен рухатися вертоліт, щоб за той самий час пролетіти вздовж кордонів на землі? Побудуйте швидкість човна та пройдену ним відстань.
3. Альпініст піднявся на найвищу гору України — Говерлу із середньою швидкістю 20 см/с. Скільки часу витратив альпініст, якщо він пройшов відстань, утричі більшу за висоту гори, яка становить 2061 м?
4. Найбільша затока біля берегів України – Таганрозька. Його довжина 150 км, ширина на виході 31 км. У скільки разів відрізняються швидкості моторного човна, який подолав ці відстані за один і той же час?
Для збагачення процесу навчання фізики та астрономії використовуються мультимедійні та програмні електронні засоби навчання, а саме: «Фізика (7-11 кл.)», «Віртуальна фізична лабораторія «Фізика» (7-11 кл.)», «Віртуальна школа ім. Кирила і Мефодія (7-11 класи)», «Відкрита фізика», «Бібліотека електронної наочності «Фізика» (7-11 класи)», «Мультимедійні посібники для підтримки навчання фізики у 7, 8, 9 класах» ( видавництво «Нова школа»), текстовий редактор MicrosoftWord, програми PowerPoint, відео YouTube та інтернет-ресурси.
Всі ці засоби сприяють більш глибокому розумінню фізичних явищ, законів, зв’язку фізики з навколишнім середовищем, підвищенню інтересу учнів до вивчення фізики, створенню умов для самостійного дослідження природи, всебічному розвитку й формуванню світогляду. Мультимедійні програмні засоби дозволяють поєднувати текстову, графічну, анімаційну, відео- і звукову інформацію. Одночасне використання кількох каналів сприйняття навчальної інформації дозволяє підвищити рівень засвоєння навчального матеріалу.
Найдоцільнішим є використання комп’ютерних моделей в якості демонстрації під час вивчення нового матеріалу, розв’язування практичних задач. Наприклад, краще і простіше, а також наочніше, показати особливості проходження електричного струму в електролітах, використовуючи комп’ютерну модель, ніж пояснювати за допомогою дошки та крейди.
Комп’ютерна анімація робить процес електролізу наочним, надає можливості повторити процес, «розтягти» його в часі, повернутися до необхідного моменту. Учні мають можливість змінювати умови експерименту. Комп’ютерна демонстрація актуальна не тільки в класах фізико-математичного профілю, а й у звичайних класах закладів загальної середньої освіти.
Через особливості предмету, викладання фізики являє собою найбільш ефективну сферу для застосування сучасних інформаційних технологій, впроваджувати які можна в будь-яких напрямах та варіантах. Найбільш цікаві – створення мультимедійних уроків за допомогою програми Power Point у формі презентацій.
Структура мультимедійних уроків відрізняється від структури звичайних уроків граничною чіткістю, компактністю, стислістю навчального матеріалу, логічною взаємозумовленістю. Використання мультимедійних технологій під час складання та використання сценаріїв уроків, позакласних заходів, розширює їх можливості у підвищенні ефективності навчального процесу.
Слайди презентацій, зазвичай, містять ілюстративний матеріал для уроку, фрагменти відеофільмів, анімацій. Так, при вивченні атмосферного тиску в 7 класі застосовуються відео фрагменти руйнування скла під дією атмосферного тиску. При цьому розширюємо можливості візуалізації навчального матеріалу, роблячи його більш зрозумілим і доступним. Формування комунікаційної та здоров’язберігаючої компетентності відбувається на бінарному уроці (фізика – біологія) у 8 класі з теми «Закон Ома. Розв’язування задач».
На цьому уроці-діловій грі учні отримують замовлення від маркетингової компанії «Електричний скат»: з’ясувати умови придбання найбезпечніших електричних риб для океанаріуму. Об’єднавшись в три проектні відділи «Теоретичний», «Розрахунковий» та «Аналітичний», кожна група учнів звітує про проведену роботу, розв’язані задачі та надає рекомендації щодо придбання найбезпечніших для здоров’я людини електричних риб згідно профілю свого відділу у вигляді міні-проекту.
При проведенні мультимедійного уроку «Електричний струм у металах» в 11 класі учні можуть готувати презентації власних досліджень щодо практичного застосування електричного струму в металах, захищати їх та брали активну участь в обговоренні даного питання. Урок з цієї теми зацікавить учнів змістовними анімаціями проектів. Зацікавленість представленими проектами знаходить відображення в узагальнюючому уроці, на якому учні демонструють свої міні-проекти.
На уроці з теми «Закон Архімеда» (7 клас) учні демонструють створені міні – проекти, що дає змогу розкритись кожному ліцеїсту. Зекономити час на перевірку самостійної роботи учнів можна, використовуючи комп’ютерні тести. Прикладом є урок в 11 класі «Електромагнітна індукція», де учні самостійно працюють в програмі «ТЕСТ-2» на етапі перевірки домашнього завдання.
Таким чином формуються інформаційна та самоосвітня компетентності. Технологія впровадження мультимедійних уроків в освітній інтегративний простір сучасного викладання фізики може застосовуватися безпосередньо на уроках вивчення нового матеріалу, закріплення знань, комплексного застосування, узагальнення й систематизації знань, тематичного оцінювання, позакласних заходах з фізики в загальноосвітніх закладах та школах нового типу.
Звичайно, фізика-наука експериментальна. Саме дослід, надихає учнів на проведення дослідження фізичного явища.
Як відомо, в науково - педагогічній літературі особливу увагу приділяють творчій діяльності учнів. Тому однією з важливих задач є розвиток творчих здібностей школяра. Творчість – це унікальний спосіб самореалізації людини в світі.
Це кращий спосіб довести всьому світу, близьким, самому собі, що ти дійсно існуєш. І це існування проявляється завдяки інтелекту. Тому, в програмі курсу фізики передбачені різні лабораторні роботи, розв’язування задач. Наприклад, мультимедійні презентації лабораторних робіт “Струми в овочах та фруктах” (8 клас) та «Визначення коефіцієнта тертя з використанням закону збереження енергії» (10 клас) забезпечують широкий спектр розуміння матеріалу, завдяки поєднанню фізики з біологією та життям, а фізичний практикум взагалі розвиває потяг до творчого процесу.
При проведенні окремих занять необхідно створювати певний емоційний фон - використовувати уривки спеціально підібраної музики. Найефективніше застосовую фрагменти класичної музики, це сприяє емоційному розвантаженню учнів (науковий факт). Тому для збереження здоров’я учнів під час занять проводжу мультимедійні валеопаузи, наприклад, вправи для очей з музичним супроводом.
Для розвантаження ліцеїстів також використовую цікаві ребуси. Для зацікавленості предметом особливо важливо це для учнів 7 класу. Для розвитку креативної уяви на своїх уроках використовую художню літературу. Вірші відомих українських поетів пропоную пояснити з фізичної точки зору; з’ясовуємо, які фізичні явища оспівує поет, пояснюємо ці явища. Іноді пропоную учням самим скласти вірші, казки, фізичні розповіді, в яких вони можуть передати своє ставлення до проблеми, явища.
Наприклад, досліджуючи вірші А. Фета, А. Конан Дойля, можна проаналізувати фізичні явища, описані в них, оцінити їх з точки зору достовірності, скласти задачі:
Альпініст піднімався на найвищу гору України – Говерлу із середньою швидкістю 20 см/с. Скільки часу затратив альпініст, якщо він пройшов відстань утричі більшу, ніж висота гори, яка становить 2061 м? (Формування самоосвітньої компетентності)
Розвиток творчості учнів відбувається під час їх роботи над будь - якими творчими завданнями: роботи над рефератами, доповідями, під час експериментальної роботи на уроці, розв’язування експериментальних і якісних задач, малювання карток пам’яті. Така робота спонукає з великого обсягу інформації відібрати головне і відтворити у стислій формі необхідний матеріал.
Для більш ефективного вивчення матеріалу на уроках застосовую перегляд навчальних кінофільмів. На окремих уроках застосовую перегляд фільму з вимкненим звуком, а учні повинні коментувати даний матеріал. Особливо дітям подобаються фільми про природні явища і фільми морської тематики (тема «Закон Архімеда. Судноплавство»).
Важливе значення для підвищення якості навчання фізики набувають не тільки мультимедійні інтегровані уроки з використанням таких інноваційних методів навчання як мозкова атака, баскет-метод, ділова та рольова конструктивна гра, а й позакласні заходи, які демонструють застосування фізичних процесів і явищ в оточуючому середовищі, техніці, медицині, літературних творах.
Невід’ємною частиною формування інформаційної компетентності, графічної культури, технічного мислення, здійснення дистанційного навчання є створення учнівських та учительських медіапроектів. Прикладами є авторські навчально-дидактичні проекти для учнів 7, 11 класів «Лінзи. Побудова зображень в тонких лінзах», «Електричний струм у напівпровідниках» (11 клас) та розроблені для вчителів електронні версії конспектів мультимедійних уроків фізики (електронний додаток). Проекти мультимедійних уроків успішно апробовані творчою групою вчителів фізики районного методичного об’єднання.
Викладання фізики в ліцеї спонукало до удосконалення сучасного інтегрованого уроку з використанням комп’ютерних технологій та збагачення навчання фізики віртуальним експериментом, віртуальними лабораторними роботами, які варто проводити поряд з реальним експериментом.
Віртуальні лабораторні роботи найактуальніші у випадку відсутності відповідного обладнання для фронтальної роботи учнів. Також створені відеотека та медіатека для якісного моделювання та конструювання продуктивного уроку фізики, позакласних заходів, підготовки проектів, презентацій, в роботі з обдарованою молоддю при підготовці до фізичних олімпіад та інтелектуальних конкурсів різних рівнів.
Розроблені електронні версії авторських інструкцій з фізичного практикуму з відео матеріалами для учнів, конспекти інтегрованих уроків з фізики та астрономії, збірник позакласних заходів з фізики.
Одним із перспективних шляхів впровадження інформаційно-комунікаційних технологій навчання є дистанційне навчання.
Як приклад: серії розроблених тренувальних тестів, задач з різних розділів програми, для якісної самопідготовки до уроків, контрольних робіт, державної підсумкової атестації, зовнішнього незалежного оцінювання.
Під час дистанційного навчання проводиться підготовка до виконання лабораторних робіт в режимі онлайн. На відповідних сторінках класів у Google Classroom учні отримують інструкцію з виконання лабораторної роботи чи практикуму в текстовому редакторі Word та відео проведення експериментального дослідження. Розрахунки учні мають змогу виконувати в програмі Excel.
Крім цього, спілкуючись дистанційно, ліцеїсти можуть запропонувати свої власні авторські відео-завдання. Отже, віртуальний світ спілкування, розширює межі формування медіа культури учнів та, власне, вчителя.
Таким чином, застосування сучасних інформаційних технологій у навчанні - одна з найбільш важливих і стійких тенденцій розвитку світового освітнього процесу. У навчальних закладах в останні роки комп'ютерна техніка й інші засоби ІКТ стали постійно використовуватися при вивченні більшості навчальних предметів, що підвищує рівень здійснення інтеграційного підходу при викладанні суміжних дисциплін, розширює границі співпраці вчителів і, звісно, школярів.
При підготовці до уроку з використанням ІКТ вчитель не повинен забувати, що це урок, а значить складає план уроку, виходячи з його цілей, при відборі навчального матеріалу він повинен дотримуватися основних дидактичних принципів: систематичності та послідовності, доступності, диференційованого підходу, науковості та ін. При цьому комп'ютер не замінює викладача, а тільки доповнює його.
Використання ІКТ дає можливість вирішувати наступні актуальні питання:
Використання ІКТ в комплекті з традиційним підручником сприяє наступному:
Враховуючи всі позитивні та негативні наслідки використання інформаційно-комунікаційних засобів можна зробити висновок, що вони є ефективними за умови поєднання з традиційними методами та сприяють якісному формуванню вмінь та навичок учнів.
Але, поряд з плюсами, виникають різні проблеми як при підготовці до таких уроків, так і під час їх проведення.
Існують недоліки та проблеми застосування ІКТ:
Отже, на сучасному етапі інформатизації суспільства все більшого поширення в різноманітних сферах життя набувають комп’ютерні технології, вони виступають як один із інструментів пізнання. Тому однією із задач сучасної освіти є підготовка вчителя, який вільно орієнтується у світовому інформаційному просторі, використовуючи сучасні комп’ютерні технології. Цей напрямок вважається перспективним, адже в цілому освіта характеризується як велика система, якісне функціонування якої неможливе без використання сучасних телекомунікаційних і комп’ютерних засобів зберігання, опрацювання, передавання, подання інформації.
Збільшення комп’ютерної техніки та подальше її вдосконалення розширює можливості вчителів використовувати комп’ютерні технології не тільки при вивченні інформатики, але й поєднанні викладання інших дисциплін із використанням ІКТ. Новітні розробки в цій галузі змінюють спосіб їх застосування при вивченні різних дисциплін у процесі навчання.
Одним із викликів сучасності, який гостро постає перед школою, є соціалізація учня, тобто завдання школи полягає в тому, щоб випускник школи був адаптований до вимог мінливого суспільства, вмів зберегти його індивідуальність і протистояти поганим речам.
Одним із пріоритетних напрямів процесу інформатизації сучасного суспільства є інформатизація освіти. Метою інформатизації є глобальна інтенсифікація інтелектуальної діяльності шляхом використання інформаційних технологій: комп’ютерних і телекомунікаційних.
Слід зазначити, що інформаційні технології дають можливість:
Основна освітня цінність інформаційних технологій полягає в тому, що вони дозволяють створити незмірно більш яскраве мультисенсорне інтерактивне навчальне середовище з практично необмеженими потенційними можливостями, доступними як для вчителя, так і для учня.
Сучасний вчитель – це не просто людина, яка веде уроки в школі. Сучасний учитель – це людина, яка вміє швидко адаптуватися до нових умов, знаходити нестандартні рішення проблем, вміє викладати матеріал свого предмету так, щоб учням було цікаво, корисно і легко засвоюватися, незалежно від часу чи відстані.
Дистанційне навчання не звично ні для вчителя, ні для учня, ні для батьків. Однак наразі існує величезна кількість інформаційно-комунікаційних технологій, які дозволяють навчати дітей поза школою. Основна проблема полягає в правильному виборі технологій з урахуванням специфіки навчального предмета та індивідуальних особливостей кожного класу.
Як вчитель я зосередилась на:
• створенні добірки відеоуроків;
• використання платформи ліцейного сайту;
• за допомогою програм Google (YouTube, Google Classroom, Google Forms, Google Drive, Google Meet, Gmail).
Наразі Google та його додатки дозволяють працювати дистанційно, щоб було зручно всім учасникам навчального процесу.
Google Classroom - ми працюємо з різними класами в зручному середовищі, що дає можливість публікувати завдання різного характеру та рівня складності, а також відразу оцінювати роботу учнів.
Google Forms - дозволяють організувати контроль знань учнів у формі тестів з вибором правильних відповідей і завдань з відкритою відповіддю, а також з можливістю додавання відповідей у вигляді зображень або фотографій.
Диск Google і Gmail дозволяють зберігати, сортувати та архівувати роботи учнів.
Отже, як бачите, сучасні технології дозволяють працювати віддалено будь-де та будь-коли. Головне – обрати свій шлях якісного та ефективного навчання.
Використання ІКТ, побудова презентаційних уроків надає уроку специфічної новизни, дозволяє викласти великий обсяг матеріалу за короткий проміжок часу, але подати його так, щоб учні поглибили і деталізувати їх за рахунок поява нових яскравих образів та асоціацій.
Мультимедійні презентації покращують наочність подачі матеріалу, дозволяють учням ознайомитися з процесами, небезпечними для здоров'я дітей в реальності. Крім того, мультимедійні презентації прискорюють темп уроку на 10-15%.
Дослідження питання використання ППЗ при вивченні фізики показало доцільність їх впровадження в навчальний процес.
Використовуючи метод проектів, роботу в групах та парах, можливості Інтернету, розкриваємо творчий потенціал учнів, які отримують мотивацію до особистісного розвитку та творчої самореалізації.
В умовах формування відкритого інформаційно-освітнього простору ІКТ стають невід’ємним атрибутом освітнього процесу. Але не варто забувати, що жодна комп’ютерна програма не замінить «живого» спілкування на уроці, реального експерименту та вчителя-предметника.
Комп’ютеризація системи освіти – це не просто «впровадження» комп’ютерів у традиційний процес навчання, а докорінна перебудова всієї системи освіти. Змінюється зміст діяльності вчителя й учнів, структура й організація навчально-виховного процесу, формуються інші методичні, психологічні, дидактичні основи навчання. Поки що комп’ютеризація в наших школах носить швидше кількісний характер, системний підхід тільки формується. Ця ситуація буде виправлена, щойно сформується ІКТ-компетентність шкільного вчителя.
Щоб йти в ногу з часом, вчитель повинен володіти основами інформаційних технологій, мати уявлення про найпоширенішу на даний момент операційну систему Windows, вміти працювати з поширеними комп’ютерними програмами, зокрема Word, Excel, Power Point та поряд з іншими спеціалізованими програмами тощо, пов’язаними з предметною діяльністю вчителя, користуватися Інтернетом, а також вміти використовувати знання про комп’ютер, отримані на уроках інформаційних технологій.
Причин комп’ютеризації освіти багато. Людина, яка освоїла персональний комп'ютер (ПК), швидко переконується, що з його допомогою можна писати, малювати і робити багато іншого продуктивніше, ніж без нього. Набагато швидше і зручніше написати завдання на комп’ютері та роздрукувати їх на принтері, ніж писати від руки чи друкувати. Після введення в пам’ять комп’ютера їх можна роздрукувати, а за потреби легко відкоригувати зміст завдань. Комп'ютер з виходом в Інтернет може допомогти вчителю і учню в отриманні різного роду корисної додаткової інформації.
Можу сказати, що виділяю такі способи використання комп’ютерної техніки під час підготовки та під час уроків:
1. Підготовка друкованого роздаткового матеріалу.
Готуючись до кожного уроку фізики, використовую можливості програми MS Word для створення контрольних, самостійних робіт, фізичних диктантів, дидактичних карток для індивідуальної роботи.
2. Мультимедійний супровід пояснення нового матеріалу.
Часто на етапах пояснення нового матеріалу пропоную учням презентації, наприклад, при вивченні теми «Реактивний рух у природі та техніці». Також демонструю учням навчальні відео (моделювання реактивного руху), комп’ютерні моделі фізичних експериментів.
3. Обробка статистичних даних (побудова таблиць, графіків, створення звітів).
На етапі формування знань учнів можуть бути використані електронні таблиці MS Excel, що дозволяє встановлювати аналітичні залежності між різними величинами, будувати графіки цих залежностей і швидко виконувати велику кількість складних обчислень.
Вивчаючи балістичний рух тіла, кинутого під кутом до горизонту, можна розрахувати дальність польоту тіла і максимальну висоту його підйому при фіксованій початковій швидкості.
4. Контроль рівня знань за допомогою тестових завдань.
На етапі контролю знань учням можуть бути запропоновані тестові програми, або перевірка за допомогою MS Excel, MS Power Point.
5. Використання Інтернет-ресурсів на уроках та під час підготовки до них.
Інтернет надає широкі можливості для вчителя та учнів у підготовці до уроку. Це також пошук цікавої інформації, фото, відео, онлайн-лекції, спілкування. Особлива увага приділяється онлайн-тестам, які дозволяють учням самостійно перевірити рівень своїх знань.
Комп'ютер універсальний, це набагато краща "керуюча машина", ніж розроблені раніше; при роботі з ним можна використовувати всі корисні розробки програмованого навчання, ним можна замінити телевізор і кінопроектор, таблиці, плакати, кодові схеми, калькулятори та багато іншого. Комп'ютер виступає частиною дослідницької установки, що дозволяє глибше зрозуміти досліджувані явища і процеси.
Для організації занять з використанням комп’ютера необхідно мати комплекс програмного забезпечення.
Використання ІКТ, побудова презентаційних уроків надає уроку специфічної новизни, дозволяє викласти великий обсяг матеріалу за короткий проміжок часу, але подати його так, щоб учні поглибили і деталізувати його за рахунок появи нових яскравих образів та асоціацій.
Мультимедійні презентації покращують наочність викладу матеріалу. Крім того, мультимедійні презентації прискорюють темп уроку на 10-15%.
Дослідження питання використання ППЗ при вивченні фізики показало доцільність їх впровадження в навчальний процес.
Використовуючи метод проектів, роботу в групах та парах, можливості Інтернету, розкриваємо творчий потенціал учнів, які отримують мотивацію до особистісного розвитку та творчої самореалізації.
В умовах формування відкритого інформаційно-освітнього простору ІКТ стають невід’ємним атрибутом освітнього процесу. Але не варто забувати, що жодна комп’ютерна програма не замінить «живого» спілкування на уроці, реального експерименту та вчителя-предметника.
Отже, оскільки сучасне інформаційне суспільство ставить перед школою завдання підготовки випускників, здатних гнучко адаптуватися в різноманітних життєвих ситуаціях; самостійно критично мислити; грамотно працювати з інформацією; бути комунікабельним, контактним у різних соціальних групах; самостійно працювати над розвитком власної моральності, інтелекту, культурного рівня, тому кожен сучасний вчитель повинен намагатися урізноманітнити форми роботи, щоб кожна дитина відчувала потребу в його присутності на уроці, щоб у кожного учня розвивалася любов до свого предмета, бажання вчитися та самоосвіти. А результат залежить від особистості вчителя, рівня його майстерності.
За результатами роботи над досліджуваною проблемою вирішено спроектовані завдання та досягнуто мети, досліджено вплив інформаційно-комунікаційних технологій на формування ключових компетентностей творчої, соціальної особистості; проведено моніторинг ефективності роботи в обраному напрямку. Учителі фізики та суміжних дисциплін можуть використовувати макети, схеми, плани уроків при вивченні математики, фізики та природознавства.
Елементи досвіду роботи, творчі напрацювання були представлені на засіданнях шкільного методичного об’єднання, педагогічних радах, засіданнях районного методичного об’єднання.
Розроблено методичні рекомендації щодо впровадження ІКТ у процес навчання фізики:
➢ активізувати навчання шляхом використання привабливих і швидко мінливих форм подання інформації (анімація, колір, музика);
➢ покращити сприйняття матеріалу за рахунок наочності, підкреслення, повороту, кольорового зображення, графіки, анімації, музики, відео;
➢ розвивати абстрактне мислення шляхом заміщення, демонстрації конкретних об’єктів схематичними чи символічними зображеннями (малюнки, графіки, діаграми, формули), візуалізації;
➢ стимулювати в учнів рефлексію та аналіз своєї діяльності шляхом отримання наочного уявлення про наслідки власних дій;
➢ керувати навчанням: комп’ютер визначає, які навчальні завдання (запитання, задачі, вправи) будуть запропоновані учням, які пізнавальні дії (порівняння, порівняння, абстрагування тощо) вони повинні виконати, до яких результатів і висновків дійти;
➢ забезпечити доступ до «банків інформації» – практично необмеженого обсягу інформації та її аналітичної обробки, що призводить до безпосереднього залучення підростаючого покоління до інформаційної культури суспільства;
➢ забезпечити доступ до мережі Інтернет, що дозволяє брати участь у міжнародних освітніх проектах (спільна навчально-пізнавальна творча чи ігрова діяльність учнів-партнерів, організована на основі комп’ютерних телекомунікацій);
➢ організувати дистанційне навчання з використанням персональних комп’ютерів та мережі Інтернет;
➢ забезпечити об’єктивність контролю, можливість реалізації суб’єктивного стилю спілкування, що особливо важливо для учнів із уповільненим темпом сприйняття та засвоєння навчального матеріалу.
➢ стимулювання створення інфраструктури інформаційно-комунікаційних технологій;
➢ створення клімату, сприятливого для використання інформаційно-комунікаційних технологій;
➢ створення комп’ютерних комплексів у предметних кабінетах.
Порівняльний аналіз ефективності навчальних досягнень та участі учнів у конкурсних олімпіадах дав змогу простежити динаміку зростання інтелектуальної, творчої та інформаційної компетентностей старшокласників, що й було метою дослідження.
Варто зазначити, що інформаційно-комп’ютерні технології є досить потужними механізмами, які мають широкі можливості та перспективи. Але вони не замінюють вчителя, а можуть бути лише знаряддям у руках вчителя. Але, знову ж таки, робота з такими технічними засобами вимагає від учителя глибокої та змістовної підготовки та вміння нестандартно підійти до побудови та проведення уроку. Уроки за комп’ютером вимагають особливої підготовки. Необхідно чітко визначити мету, якої ми хочемо досягти. Хочеться відзначити, що використання комп’ютерних програм на уроці викликає в учнів інтерес, якого так часто не вистачає під час навчання. Сама наявність комп’ютера робить урок пізнавальним, особистісно розвиваючим, продуктивним.
Грамотне, методично та технологічно збалансоване використання ІКТ у навчанні фізики та астрономії не тільки сприяє насиченню уроку інформаційними технологіями, зацікавленості учнів предметом фізика та формуванню ключових компетентностей учнів, а й робить предмет більш актуальним, більш доступний і зрозумілий у пізнанні школярів.
Упевнено стверджую, що впровадження інформаційно-комунікаційних технологій в інтегрований освітній простір сучасного навчання фізики та астрономії є потужним фактором впливу на формування дослідницьких компетентностей творчої особистості в умовах дистанційної освіти.
Лабораторна робота «Визначення коефіцієнта тертя з використанням закону збереження енергії» (10 клас)
Мета: визначити коефіцієнт тертя, застосовуючи закон збереження енергії.
Обладнання: вимірювальна стрічка, іграшковий автомобіль, секундомір.
Теоретичні обґрунтування
Іграшковий автомобіль масою m знаходиться на горизонтальній поверхні. Надамо йому початкової швидкості для того, щоб автомобіль пройшов деякий шлях s до зупинки. Тоді згідно закону збереження енергії будемо мати: =, де , , s - шлях, що проходить іграшковий автомобіль до зупинки. З цих трьох виразів маємо: , де s= , =0 або . Значить (1).
Хід роботи
µ1=
µ2=
µ3=
№ |
t,c |
S, м |
µ |
µс |
∆µ |
∆µс |
ε,% |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
Контрольні питання
Горизонтальною дорогою тягнуть за мотузку сани масою 100кг. Визначте, з яким прискоренням рухаються сани, якщо сила натягу мотузки 120Н утворює кут з горизонтом 30 ̊. Коефіцієнт тертя ковзання 0,066.
Урок у 10 класі
Розділ «Молекулярна фізика і термодинаміка».
1. Вступна частина
Рефлексія учнями настрою на початок уроку. Учні обирають смайл уроку(див. рис. 1).
Рис. 1. «Смайл уроку»
Методичний коментар. На першому уроці учні визначають місце теми у розділі фізики (див. рис. 2). Дуже важливо сформувати в школярів уявлення про те, що повинні знати, вміти учні до закінчення вивчення теми, які ціннісні ставлення будуть формуватися, яке практичне значення матимуть набуті знання.
Рис. 2. «Місце теми у розділі фізики»
Учитель вступну бесіду з учнями супроводжує мультимедійною презентацією.
2. Перевірка домашнього завдання
Робота в групах. Учні попередньо були об’єднані в групи. Кожній групі давалося завдання на основі знань, отриманих у 7 – 8 класах та, з метою підготовки до вивчення теми: «Основні положення МКТ», заповнити таблицю: «Агрегатні стани».
Агрегатний стан речовини |
Специфічні властивості |
Основні положення МКТ |
|||
Відстань між частинками |
Взаємодія частинок |
Характер руху |
Порядок розміщення |
||
|
|
|
|
|
|
Учні обговорюють між собою наукову грамотність, чіткість і лаконічність заповнення таблиці. Учитель проектує на екран свій варіант таблиці.
Використання ІКТ в основній частині уроку полегшує сприймання інформації, адже паралельно із поясненням учителя учні сприймають інформацію візуально. Ілюстративне, наочне пояснення матеріалу робить навчання мобільним, диференційованим та індивідуальним. Наприклад, після перегляду демонстрації моделі руху молекул газу у закритій посудині, учням буде легше пояснити причину тиску газу на основі молекулярно-кінетичних уявлень(див. рис. 3).
Рис. 3. «Рух молекул газу у закритій посудині»
З використанням ІКТ ми можемо подати такий обсяг матеріалу, який за традиційного навчання не можна опанувати за один урок. А оптимальне використання ІКТ на уроці робить навчання більш інтенсивним та ефективним; допомагає учням навчитись засвоювати, перетворювати і використовувати велику кількість інформації. На уроці фізики практикується використання комп'ютера для побудови графіків, обчислень; проведення віртуальних лабораторних робіт та дослідів; використання інформаційно-довідкових систем.
Урок. Узагальнення та систематизація знань з теми
« Розділ 3. Основи молекулярної фізики
Частина 1. Молекулярна фізика»
Тематичний розділ програми «Фізика та астрономія. Програма(рівень стандарту, профільний рівень) для 10-11 класів загальноосвітніх шкіл авторського колективу Національної академії наук України під керівництвом Локтєва В. М.
Тема: «Основи молекулярно-кінетичної теорії речовини»
Мета (формувати компетентності):
предметні: узагальнити і систематизувати знання учнів з молекулярної фізики; продовжити формувати математичну компетентність при розв’язуванні фізичних задач, формувати вміння працювати з цифровою інформацією, користуватись новітніми технологіями, аргументовано доводити свою думку;
ключові: розвивати логічне мислення шляхом встановлення зв’язку нового з раніше вивченим, вчити орієнтуватись у нестандартних ситуаціях навички пізнавальної діяльності та критичного мислення;
комунікативну: навички спілкування в колективі, толерантне ставлення до почуттів і думок оточення; виховувати переконаність у необхідності поглиблювати знання про природу фізичних явищ з метою їх практичного застосування, виховувати культуру мовлення, колективізм, почуття взаємної відповідальності.
інформаційну: навички самостійного здобуття інформації та її використання, навички роботи з матеріалом, картками, тестами;
Наочність й обладнання: ПК, мультимедійне обладнання, комп'ютерна презентація, смартфони, доступ до мережі Інтернет, роздавальний дидактичний матеріал (картки, таблиці, схеми) для виконання завдань.
Очікувані результати: учні повинні вміти відтворювати систему знань із теми «Основи молекулярно-кінетичної теорії речовини» та застосовувати їх під час розв'язування задач різного типу та використовувати набуті знання у повсякденному житті.
Цільова аудиторія: здобувачі освіти 10 класу.
Тип уроку: урок узагальнення та систематизації знань.
Методи і технології, задіяні на уроці: слово вчителя, евристична бесіда, інструктаж, інтерактивні методи: робота в групах, «Незакінчені речення», «Знайди пару», «Мозковий штурм», «Склади формулу», складання інформаційного грона.
Прийоми: робота з роздатковим матеріалом, активізація уваги та мислення (дидактична гра), творчі завдання, самоперевірка, тестові завдання.
Форми організації навчальної діяльності: парна, групова, кооперативно-групова.
Епіграф уроку:
«Розум полягає не тільки в знанні,
й в умінні застосовувати знання на ділі»
Аристотель
ПЕРЕБІг УРОКУ
І.ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ. ПСИХОЕМОЦІЙНЕ НАЛАШТУВАННЯ ЗДОБУВАЧІВ ОСВІТИ НА УРОК
Доброго дня. Кожен урок – це нові знання та несподіванки, радість перемоги над невідомим. Беручись за узагальнення теми «Основи молекулярно-кінетичної теорії речовини», ми не ставимо собі за мету відкрити щось абсолютно нове, а проведемо незвичайний урок, на якому повторимо і підсумуємо вивчене нами раніше. А налаштуватися на плідну працю нам допоможе:
Вправа: "Програмування себе на успіх»
Вчитель. Слава , успіх, визнання… Напевно, кожен із вас відчував що то за щастя, коли все вдається. В такі дні ми відчуваєте у себе за спиною крила, а в тілі - надзвичайну легкість.
Я сподіваюсь, що всі ви відчували щось подібне. Кожен з вас може згадати такі моменти в своєму житті і ви отримаєте надзвичайні відчуття радості, впевненості, успіху. Найголовніше – ніколи не втрачати надію. І на шляху до успіху вам стануть у нагоді настанови, які я завжди говорю собі і пропоную сьогодні вам:
ІІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ
Перевіримо, як ви засвоїли основні фізичні величини, що входять до цієї теми. Вам треба виконати інтерактивну вправу: « Знайди пару» на онлайн-сервісі LearningApps.org (інтелектуальна розминка) - https://learningapps.org/display?v=ppryeow7k22
Ви мали одинадцять пар, які треба було вірно з’єднати. Кожна пара складається з двох частин: одна – назва фізичної речовини, друга частина – формула. Перевіримо, які результати ви отримали. Це перше завдання нашого уроку, де ми згадали основні формули які вивчали в цій темі.
ІІІ. ОГОЛОШЕННЯ ТЕМИ, МЕТИ УРОКУ. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ
Почати урок мені б хотілося словами видатного філософа Аристотеля : «Розум полягає не тільки в знанні, а перш за все в умінні застосовувати ці знання на ділі». Погляньте на екран і спробуйте розгадати ребус, це буде ключовим словом нашого уроку .
Отже ключове слово нашого уроку «МОЛЕКУЛА».
«Нам відомо, що всі тіла складаються з частинок (молекул). А чи замислюємося ми над тим, яку роль в нашому житті відіграють молекули? Ми їмо і п'ємо молекули, спимо на них, укриваємося ними, одягаємо їх. Всі предмети, якими користуємося, теж молекули. Наше життя - це сукупність молекул. Бувають молекули солодкі і гіркі, кислі і солоні, різних запахів і різних кольорів. Є одна з основних наукових теорій про молекули – МКТ (молекулярно-кінетична теорія). Сьогодні ми спробуємо застосувати отримані знання до розв’язку задач.
Тема нашого уроку « Основи молекулярно-кінетичної теорії речовини». Запишіть у зошит тему уроку.
ІV. УЗАГАЛЬНЕННЯ ТА СИСТЕМАТИЗАЦІЯ ЗНАНЬ.
(Здобувачі освіти були розділені у групи за принципом групування. Вчитель заздалегідь готує картки з питаннями та завданням за даною темою).
Вступне слово вчителя.
Сьогоднішній урок незвичайний і дуже цікавий. А почнемо ми з видатних вчених, які внесли великий вклад в розвиток молекулярної фізики.
4.1 Вправа «Видатні постаті у фізиці»
Вчитель. Розгляньте портрети видатних вчених, виберіть прізвища з якими, на вашу думку, пов’язаний розділ "Молекулярна фізика", оскільки тема нашого уроку безпосередньо стосується даного розділу.
4.2 Перевірка правильності виконання завдання
(Фото: Учням пропонуються портрети вчених Ом, Ампер, Ньютон, Герц, Гей-Люссак, Мендєлєєв, Клапейрон. (Правильна відповідь: Гей Люссак, Мендєлєєв, Клапейрон , Бойль, Шарль)
Неоціненний внесок у цю теорію внесли Ньютон, Галілей, Бойль, Ломоносов. Перемога МКТ відбулася в кінці 19 століття завдяки роботам Менделєєва, Максвелла, Ейнштейна. І ми сьогодні з вами спробуємо згадати і застосувати знання про молекули.
4.3 Вправа «Цікавий лист». Повторення матеріалу (з розширенням)
Вчитель. На столі у кожній групі є лист з завданням про фізичні процеси у газах. У ньому фізичне визначення написане не до кінця. Ваше завдання – відтворити текст листа. А потім ми заслухаємо ваші відповіді.
Лист №1
1. Всі тіла складаються з … та ... , які перебувають у безперервному та хаотичному русі. Молекули … одна з одною.
2. Явище взаємного проникнення молекул однієї речовини у … між молекулами іншої внаслідок … та … руху називається … .
3. Залежність об'єму від тиску при … температурі називається …процесом.
( Правильна відповідь: всі тіла складаються з атомів та молекул , які перебувають у безперервному та хаотичному русі. Молекули взаємодіють одна з одною. Явище взаємного проникнення молекул однієї речовини у проміжки між молекулами іншої внаслідок безперервного та хаотичного руху називається дифузією. Залежність об'єму від тиску при постійній температурі називається ізотермічним процесом. )
Лист №2
1. Названий на честь Броуна … рух – це безладний … завислих у … або … дуже маленьких та легеньких частинок під впливом … молекул рідин, або газів.
2.Із збільшенням температури газу швидкість руху молекул … .
3. Залежність об'єму термодинамічної системи від температури при …тиску, називається…. процесом .
( Правильна відповідь: названий на честь Броуна броунівський рух – це безладний рух завислих у рідині або газі дуже маленьких та легеньких частинок під впливом ударів молекул рідин або газів. Із збільшенням температури газу швидкість руху молекул зростає. Залежність об'єму термодинамічної системи від температури при постійному тиску, називається ізобарний. )
Лист №3
1. В МКТ розрізняють … фазові (агрегатні) стани речовини: .., рідкий,
…. , існує і четвертий стан речовини – …., він найпоширеніший у Всесвіті.
2.Процеси, які відбуваються за незмінного значення одного з … стану ідеального газу за фіксованої маси газу називають ….
3.Залежність тиску термодинамічної системи від температури при … об'ємі, називається … процесом.
(В МКТ розрізняють три фазові (агрегатні) стани речовини: твердий, рідкий, газоподібним, існує і четвертий стан речовини – плазма, він найпоширеніший у Всесвіті. Процеси, які відбуваються за незмінного значення одного з параметрів стану ідеального газу за фіксованої маси газу називають ізопроцесами. Залежність тиску термодинамічної системи від температури при постійному об'ємі, називається ізохорним процесом.)
4.4 Взаємоперевірка, доповнення відповідей. (Представники від груп зачитують відповіді.)
4.5 Бліц-опитування
Працювали ви своєю групою. А зараз всі разом з вами спробуємо узагальнити вивчений раніше матеріал з теми: «Основи молекулярно-кінетичної теорії речовини».
3. Одиниця вимірювання абсолютної температури температури. (Кельвін)
4. Прилад для вимірювання температури. (Термометр)
5. Як позначається та в чому вимірюється одиниця кількості речовини?
6. Що за величина концентрація молекул ?
7. Який газ називається ідеальним? ( Ідеальний газ — це газ, в якому молекули можна вважати матеріальними точками, а силами притягання й відштовхування між молекулами можна знехтувати).
9. Назвіть основне рівняння Менделєєва – Клапейрона?
10. Ізопроцеси – процеси, відбуваються при….. (незмінному значенні одного з параметрів)
11.Ізобарний процес? Хто сформулював закон ізобарного процесу. (Постійний тиск, Гей-Люссак)
12. Ізохорний ? Хто сформулював закон ізохоричного процесу (Шарль,
постійний об’єм)
13. Ізотермічний? Хто сформулював закон ізотермічного процесу. (Бойль та Маріотт, постійна температура )
4.6 Робота з фізичними термінами. Вправа «Зайва величина»
Виконання завдань проблемно-пошукового характеру. Знайдіть зайве у логічному рядку, відповіді обґрунтуйте.
атом |
молекула |
об’єм |
Температура |
тиск |
робота |
Тертя |
маса |
молярна маса |
Авагадро |
Больцман |
Ньютон |
ізобара |
ізохора |
Процес |
Аморфні тіла |
Рідкі тіла |
Тверді тіла |
Па |
Гц |
Моль |
4.7 Вправа "Склади формулу"
Вчитель. Кожен з вас при вивченні даної теми, крім основних фізичних понять повинен добре орієнтуватися , знати формули і вміти застосовувати для розв’язку задач. Давайте пригадаємо основні формули з яких починалося знайомство теми « Молекулярна фізика». Вам потрібно у формулах замість знаків питання, встановити потрібну фізичну величину так, щоб у вас утворилась правильна рівність.
молекули, р= *n *Е)
4.8 Характеристика газових законів. Складання інформаційного грона до ізотермічних процесів.
- Які ви знаєте газові закони? У чому полягає суть ізотермічних процесів? (Рівняння Менделеєва-Клапейрона встановлює зв'язок між макроскопічними параметрами газу: тиск, об’єм та температура. Процес, де один з макроскопічних параметрів даного газу залишається незмінним називають ізопроцесом.)
- Які це ізопроцеси? Якою величиною вони відрізняються? (Ізотермічний- постійна t, ізобарний - p, ізохорний – V )
- Що представляє собою ізотермічний процес? (Закон Бо́йля — Маріо́тта, це один з основних газових законів. Робертом Бойль 1662 року та Едмоном Маріоттом в 1676 року в результаті численних експериментальних досліджень був відкритий ізотермічний закон. Закон Бойля – Маріотта, при постійній температурі).
Інформаційне гроно до ізотермічних процесів:
Ізотермічний соnst t pV -діаграма
Ізобарний соnst p TV-діаграма
Ізохорний соnst V pT-діаграма
V. УЗАГАЛЬНЕННЯ ТА СИСТЕМАТИЗАЦІЯ ВМІНЬ І НАВИЧОК
5.1 Розв’язування задач. Ми з вами готові застосувати знання до розв’язку задач.
А) Задачі, які вирішуються усно
№1. Під час ізотермічного процесу тиск газу збільшився у 2 рази. Як і у скільки разів змінився об’єм?
№ 2. Під час ізобарного процесу об’єм зменшився у 3 рази. Як і у скільки разів змінився тиск?
Б) Колективне розв’язування задач з обговоренням
Задача №1.Визначте густину вуглекислого газу (СО2), який перебуває під тиском 9120кПа і має температуру 750К.
Дано: Розв’язування:
Т = 750 К |
СИ |
Скористаємось рівнянням Менделєєва-КлапейронарV = і
р = = , звідки = |
Задача №2. Який об’єм займає газ при температурі 77 С якщо при температурі 27° С його об’єм становить 6 л.
Дано: = 27°C = 6 л = 27°C |
Розв’язання: === = 27 °+273 = 300K = 77+273=350K = = 7л. Відповідь: 7 л. |
Знайти: - ? |
Задача № 3. При якій температурі перебував газ у закритій посудині, якщо у результаті його нагрівання на 140° тиск збільшився у 1,5 рази?
Дано: =+140 K = 1.5 |
Розв’язання: = = +140К = 1,5 =
Відповідь: 280 К. |
Знайти: -? |
5.2 Тестування на листках.
У вас на парті лежать тестові завдання, виконайте їх. Кожна правильна відповідь на питання оцінюється по 1 балу.
1. Який закон описує наступне: Для сталої маси газу при сталій температурі добуток тиску газу на його об’єм є величиною сталою.
1) Гей-Люссака 2) Бойля-Маріотта 3) Шарля
2. Явище проникнення молекул одної речовини в проміжки між молекулами іншої речовини називається...
1) осмос 2) дифузія 3) тепловий рух.
3. Найменша частинка речовини, що зберігає її властивості і може існувати самостійно – це ...
1) атом 2) молекула 3) іон
4. Мірою середньої кінетичної енергії руху молекул є ...
1) тиск 2) концентрація 3) температура
5. Процес плавлення відбувається при...
1) підвищенні температури 2) сталій температурі
3) зменшенні внутрішньої енергії
6. Процес взаємного проникнення молекул однієї речовини між молекулами іншої, який відбувається внаслідок теплового руху цих молекул називається ...
А) Депресією Б) Дифузією
В) Фузією Г)Броунівським рухом
7. Фізичні величини, які характеризують властивості та поведінку окремих мікрочастинок речовини, називають ...
А)Макроскопічними параметрами
Б) Мікроскопічними параметрами
В)Основними параметрами
8. Ідеальний газ - це газ, у якому можна знехтувати...
А)розмірами молекул
Б)розмірами молекул і відстанню між ними
В)рухом молекул
Г)розмірами молекул і їх взаємодією
9. Вкажіть прізвище автора теорії броунівського руху:
А) Альберт Ейнштейн Б) Роберт Броун
В) Жан Перрен Г) Дмитро Менделєєв
VІ. ПІДСУМОК УРОКУ. РЕФЛЕКСІЯ
Вчитель. Наш урок підходить до завершення. І зараз мені б хотілося, щоб ви оцінили, наскільки сьогоднішній урок вам стане в допомозі при підготовці до контрольної роботи і чи сподобалася вам та справа, якою ми з вами сьогодні займалися. Сьогодні на уроці я... - дізнався... - зрозумів... - навчився...
Мені дуже сподобалося з вами працювати. А тепер давайте підведемо підсумки вашої роботи на сьогоднішньому уроці. (Виставлення оцінок)
VІІ. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Обов’язкове:
https://vseosvita.ua/test/molekuliarna-fizyka-osnovni-polozhennia-mkt-106327.html ;
№1. Під час проведення досліду з визначенням коефіцієнта поверхневого натягу бензолу методом відривання крапель, 570 крапель зайняли об’єм 6 см3. У момент відривання крапель діаметр найвужчої частини «шийки» краплини дорівнював 1 мм. Визначте коефіцієнт поверхневого натягу бензолу.
Інерціальні системи відліку. Перший закон Ньютона (8 клас)
Мета уроку: сформувати знання учнів про інерціальні системи відліку, перший закон Ньютона.
Очікувані результати: учні повинні формулювати закон інерції, перший закон Ньютона та принцип відносності Ґалілея; давати означення інерціальних систем відліку та наводити приклади таких систем; розуміти, що постулює перший закон Ньютона.
Тип уроку: урок засвоєння нових знань.
Хід уроку
І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП
II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ
Автомобіль мчить дорогою, у небі літає птах, куля боулінгу котиться по доріжці.
Що підтримує кожен із цих рухів?
Чи існує якась причина виникнення всіх рухів?
Чи потрібне взагалі щось, щоб підтримувати рух?
IІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
1. Механіка
Механіка містить такі розділи:
Кінематика (від. грец. κινειν – рух) – це розділ механіки, що вивчає рух тіл і при цьому не розглядає причин, якими цей рух викликаний. (Як рухається тіло?)
Динаміка (грец. δύναμις – сила) – розділ механіки, в якому вивчаються причини виникнення механічного руху. (Чому рухається тіло?)
2. Закон інерції
Вивчення динаміки почнемо зі з’ясування умов, за яких швидкість руху тіла залишається незмінною.
Проблемне питання
• За яких умов тіло перебуває в стані спокою відносно Землі?
Тіла перебувають у стані спокою відносно Землі, оскільки притягання Землі скомпенсовано дією столу (а); дією підвісу (б).
Тіло перебуває у стані спокою, якщо дії на нього інших тіл скомпенсовані.
Проблемне питання
• За яких умов тіло рухається рівномірно прямолінійно відносно Землі?
Парашутист деякий час може рухатися рівномірно прямолінійно, коли дія Землі буде зрівноважена дією повітря та строп парашута.
Тіло рухається рівномірно прямолінійно, якщо дії на нього інших тіл скомпенсовані.
Проблемне питання
• Як рухатиметься тіло, якщо на нього не діють інші тіла?
Схема дослідів Ґ. Ґалілея. Розглядаючи рух різних тіл по похилій площині, учений зробив висновок: «У всіх випадках руху вниз або вгору по похилій площині є причина, що викликає зміну швидкості; рух по горизонтальній поверхні за повної відсутності тертя має бути рухом з постійною швидкістю».
Тіло рухається рівномірно прямолінійно, якщо на нього не діють інші тіла.
Закон інерції (наприкінці XVI ст. експериментально встановив італійський учений Ґалілео Ґалілей (1564–1642)):
Тіло рухається рівномірно прямолінійно або перебуває у стані спокою лише тоді, коли на нього не діють інші тіла або дії інших тіл скомпенсовані.
Проблемне питання
• Чи буде рухатися космічний корабель, що перебуває вдалині від зір, якщо вимкнути його двигуни? Якщо буде рухатися, то як?
Відповідь: Такий рух є можливим. Якщо космічний корабель перебуватиме вдалині від зір, то після вимкнення двигунів він продовжить рухатися рівномірно прямолінійно зі швидкістю, яку мав на момент вимкнення.
3. Інерціальні системи відліку
Явище інерції – це явище збереження тілом стану спокою або рівномірного прямолінійного руху за умови, що на нього не діють інші тіла та поля або їхні дії скомпенсовані.
Проблемне питання
• Чи в кожній системі відліку (СВ) спостерігається явище інерції?
Інерціальна система відліку – це система відліку, відносно якої спостерігається явище інерції.
Дії на м’яч столика та Землі скомпенсовані. У системі відліку XOY, пов’язаній із пероном, м’яч залишається в спокої, тому ця СВ – інерціальна.
Неінерціальна система відліку – це система відліку, відносно якої явище інерції не спостерігається.
У системі відліку X′O′Y′, пов’язаній із потягом, що починає рух, м’яч рухається з прискоренням, тому ця СВ – неінерціальна.
Проблемне питання
• Чи являється СВ зв’язана із Землею інерціальною?
Систему можна вважати інерціальною тільки умовно, оскільки Земля обертається навколо своєї осі.
• Яку СВ використовують для більш точних вимірювань?
Використовують інерціальну СВ, пов’язану із Сонцем (Геліоцентрична система відліку: початок координат цієї системи розташований у центрі Сонця, а осі напрямлені на далекі зорі).
Принцип рівності ІСВ:
Будь-яка СВ, що рухається відносно інерціальної СВ рівномірно прямолінійно, теж є інерціальною.
Якщо ви зберігаєте стан спокою або рівномірного прямолінійного руху відносно Землі, то й відносно потяга, який рухається відносно Землі з незмінною швидкістю, ви теж будете рухатися рівномірно прямолінійно (хоча й з іншою швидкістю).
4. Перший закон Ньютона
Перший закон Ньютона:
Існують такі системи відліку, відносно яких тіло зберігає стан спокою або рівномірного прямолінійного руху, якщо на тіло не діють жодні сили або ці сили скомпенсовані.
Отже, перший закон Ньютона постулює існування інерціальних систем відліку.
5. Принцип відносності Ґалілея
Принцип відносності Ґалілея:
В усіх інерціальних системах відліку перебіг механічних явищ і процесів відбувається однаково за однакових початкових умов.
Ґалілей писав так: «Якщо ми, перебуваючи в каюті вітрильника, будемо виконувати будь-які експерименти, то ані самі експерименти, ані їхні результати не будуть відрізнятися від тих, що проводилися б на березі. І тільки піднявшись на палубу, ми побачимо: виявляється, наш корабель рухається рівномірно прямолінійно...».
У вагоні потяга, який рухається рівномірно прямолінійно:
ІV. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ
1. Ви сидите на стільці – ви, як і стілець, перебуваєте в стані спокою відносно Землі. Які тіла діють на стілець? на вас? Що можна сказати про ці дії?
На стілець діють сила тяжіння , вага людини та сила реакції опори ; на людину – сила тяжіння та сила – реакції опори . Так як людина, як і стілець, перебуває в стані спокою відносно Землі, то дія сил скомпенсована.
2. Веслярі намагаються змусити човен рухатися проти течії, але човен перебуває в спокої відносно берега. Дії яких тіл при цьому компенсуються?
Човен перебуває в спокої відносно берега. При цьому компенсується дія весел та води, також води та Землі.
3. Кіт лежить на столі. Чи буде СВ, пов’язана з котом, інерціальною? Чи буде інерціальною СВ, пов’язана з павучком, що рівномірно опускається на павутинці зі стелі? Чи буде інерціальною СВ, пов’язана з мишеням, яке побачило кота й гальмує свій рух? Відповіді поясніть.
Кіт, що лежить на столі, перебуває у стані спокою, тому СВ, пов’язана з котом, буде інерціальною. Павучок рухається рівномірно і прямолінійно, тому, СВ пов’язана з ним, буде інерціальною. Мишеня, яке побачило кота, рухається нерівномірно, тому СВ, пов’язана з мишеням, не буде інерціальною.
4. На рисунку зображено кілька тіл.
1) З яким тілом ви пов’язали б СВ, щоб вона була інерціальною? неінерціальною? Відповідь обґрунтуйте.
2) Якою в даний момент часу буде швидкість руху собаки в СВ, пов’язаній із пішоходом; у СВ, пов’язаній із вантажівкою?
3) Яким буде прискорення руху автомобіля у СВ, пов’язаній із деревом; у СВ, пов’язаній із пішоходом?
Відповіді:
1) Для того щоб СВ була інерціальною, її можна пов’язати з деревом () або собакою чи пішоходом (). Для того, щоб СВ була неінерціальною, її можна пов’язати з автомобілями, які рухаються нерівномірно.
2) Швидкість руху собаки в СВ, пов’язаній із пішоходом у даний момент часу: ; у СВ, пов’язаній із вантажівкою: ;
3) Прискорення руху автомобіля у СВ, пов’язаній із деревом, та у СВ, пов’язаній із пішоходом:
V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ
1. За яких умов тіло зберігає швидкість свого руху? Наведіть приклади.
2. Сформулюйте закон інерції.
3. Які СВ називають інерціальними? неінерціальними? Наведіть приклади таких систем.
4. Сформулюйте перший закон Ньютона. Що він постулює?
5. Сформулюйте принцип відносності Ґалілея.
VI. Домашнє завдання
Опрацювати § 30
1