Ста ття "Застосування сучасних технологій у освітньому процесі при вивченні курсу фізики"

Ткачук Олександр Миколайович, вчитель фізики Старосинявського

навчально-виховного комплексу «Загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів, гімназія» імені Олександра Романенка Старосинявської селищної ради

Хмельницької області    

Застосування сучасних технологій у освітньому процесі при вивченні курсу фізики

Як зазначається в Законі України «Про освіту», Концепції реалізації державної політики у сфері реформування загальної середньої освіти “Нова українська школа”, одним з пріоритетів розвитку освіти є впровадження сучасних інформаційних технологій, які розширюють можливості здобувачів освіти засвоїти новий зміст освіти і набути ключових компетентностей, необхідних для успішної самореалізації особистості, сприяють розвитку інтелектуальних здібностей до самонавчання, створюють сприятливі умови для навчальної діяльності учнів і вчителя.

Одним із викликів нашого часу, які гостро стоять перед школою, є соціалізація здобувача освіти, тобто завдання школи полягає в тому, щоб випускник школи був пристосованим до вимог суспільства, що змінюється, умів зберегти свою індивідуальність та протистояти поганому. Сучасний світ змінюється настільки швидко, що в межах життя одного покоління відбуваються кардинальні зміни, які стосуються  всіх сторін існування людини. Всі ці зміни вимагають від суспільства винахідливості, гнучкості, творчого підходу до розв’язання проблем, уміння застосовувати знання в реальному житті. Однак ці вміння не беруться нізвідки, їх треба формувати і розвивати. Тому школа, яка розуміє дійсне значення цих процесів соціуму, несе на собі особливу відповідальність за вміння пристосовуватися до змін. Якщо необхідність соціалізації здобувача освіти усвідомлена і визнається вчителем, то він закладатиме цю ідею перш за все в завдання уроку. І, проектуючи урок, думатиме, шукатиме зміст, методи, форми, засоби, створюватиме умови, щоб мета соціалізації була виконана. У контексті євроінтеграційних освітніх процесів особливої актуальності набуває питання щодо застосування методів навчання, спрямованих на формування соціально-психологічних компетентностей школяра, серед яких велику роль, відіграє інформаційно-інтелектуальна компетентність. Адже «людина освічена та, яка знає, де знайте те, чого вона не знає».

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, спосіб життя, демократизують процес навчання, роблять процес пізнання творчим, стимулюють заняття самоосвітою. Активне впровадження інформаційних технологій в усі сфери діяльності суспільства торкнулося і системи освіти. Традиційні форми навчання поступово змінюються новітніми технологіями, спрямованими на формування навичок та умінь, що відповідають вимогам суспільства. Сучасні вимоги суспільства до освіти примушують фахівців у багатьох країнах світу переглянути якість і рівень шкільної освіти, що зумовило необхідність її реформування. Змінюються цілі та завдання, що постали перед сучасною освітою в інформаційному суспільстві, поступово на зміну традиційній системі навчання приходить особистісно-орієнтована, традиційні методи змінюються інноваційними, що передбачають зміщення акцентів у освітній діяльності, її спрямування на інтелектуальний розвиток здобувачів освіти за рахунок зменшення долі репродуктивної діяльності. Освітній  процес сьогодні повинен бути орієнтований на особистість учня і враховувати його індивідуальні особливості та здібності. У зв’язку з цим зрозуміло, що в основній школі назріла гостра необхідність в адаптації вчителів до нових умов роботи, ролей і мети, що швидко змінюються. Адже на уроці  вчитель виступає вже не в ролі розповідача, а стає для своїх учнів швидше помічником й інструктором, «… менеджерами з навчання, а учні – їх клієнтами, як сьогодні ми є клієнтами юристів або професійних консультантів».

Використання новітніх технологій у сучасному суспільстві стає необхідним практично в будь-якій сфері діяльності людини. Оволодіння навичками цих технологій ще за шкільною партою багато в чому визначає успішність майбутньої професійної підготовки нинішніх учнів. Оволодіння цими навичками протікає набагато ефективніше, якщо відбувається не тільки на уроках інформатики, а знаходить своє впровадження й розвиток на уроках інших предметів, що сприяє розвитку вмінь і навичок застосовувати, набуті на уроках інформатики, знання на практиці та в реальному житті. Однак цей підхід висуває нові вимоги до підготовки вчителя-предметника, ставить перед ним нові проблеми, змушує освоювати нову техніку й створювати нові методики викладання, засновані на використанні сучасних інформаційних технологій.

У даний час спостерігається збільшення впливу медіа-технологій на людину. Особливо це сильно діє на дитину, яка з великим задоволенням подивиться телевізор, ніж прочитає книгу.

Потужний потік нової інформації, реклами, застосування комп'ютерних технологій на телебаченні, розповсюдження ігрових приставок, електронних іграшок і комп'ютерів надають велику увагу на виховання дитини і його сприйняття навколишнього світу. Істотно змінюється і характер його улюбленої практичної діяльності – гри, змінюються і його улюблені герої і захоплення. Раніше інформацію з будь-якої теми дитина могла отримати за різними каналами: підручник, довідкова література, лекція вчителя, конспект уроку.

Але, сьогодні, з огляду на сучасні реалії, вчитель повинен вносити в освітній процес нові методи подачі інформації. Виникає питання, навіщо це потрібно. Мозок дитини, налаштований на отримання знань у формі розважальних програм по телебаченню, набагато легше сприйме запропоновану на уроці інформацію за допомогою медіа засобів.

Вже давно доведено, що кожен учень по-різному засвоює нові знання. Раніше вчителям важко було знайти індивідуальний підхід до кожного учня. Тепер же, з використанням комп'ютерних мереж і онлайн-засобів, школи отримали можливість подавати нову інформацію таким чином, щоб задовольнити індивідуальні запити кожного здобувача освіти.

Необхідно навчити кожну дитину за короткий проміжок часу освоювати, перетворювати і використовувати в практичній діяльності величезні масиви інформації. Дуже важливо організувати процес навчання так, щоб здобувач освіти активно, з цікавістю і захопленням працював на уроці, бачив плоди своєї праці і міг їх оцінити.

Допомогти вчителю у вирішенні цього непростого завдання може поєднання традиційних методів навчання та сучасних інформаційних технологій, у тому числі і комп'ютерних. Адже використання комп'ютера на уроці дозволяє зробити освітній процес мобільним, диференційованим та індивідуальним.

Поєднуючи в собі можливості телевізора, відеомагнітофона, книги, калькулятора, будучи універсальною іграшкою, здатною імітувати інші іграшки, сучасний комп'ютер разом з тим є для дитини рівноправним партнером, здатним дуже тонко реагувати на його дії і запити, якого йому так часом не вистачає. З іншого боку, цей метод навчання є досить привабливим і для вчителів: допомагає їм краще оцінити здібності і знання дитини, зрозуміти його, спонукає шукати нові, нетрадиційні форми і методи навчання.

Впровадження ІКТ – це: забезпеченість комп’ютерною технікою і її використання; встановлення пакетів прикладних програм і їх використання; навчання педагогічних працівників ІКТ і їх вміння застосувати отримані навички для поліпшення навчального процесу, а також розробка нових інформаційних систем і їх використання.

Дослідженнями проблеми впровадження ІКТ у освітніх закладах займалися відомі науковці. Інформатизація освіти важлива не сама по собі. Вона повинна сприяти виконанню тієї місії, яка покладається на освіту суспільством. Можна погодитися з думкою Б. М. Богатиря, що «найголовнішою місією освіти в сучасних умовах є забезпечення стійкого соціально-економічного і науково-технічного розвитку країни з урахуванням її національних і регіональних, культурних і соціальних особливостей, а також глобальних тенденцій у світі». Слід зазначити, що головною метою впровадження ІКТ є підготовка тих, хто навчається, до активної і плідної життєдіяльності в інформаційному суспільстві. Підвищення якості, доступності та ефективності освіти, створення освітніх умов для широких верств населення на основі широкого впровадження в освітню практику методів і засобів ІКТ та комп'ютерно-орієнтованих технологій підтримки діяльності людей є фундаментом для досягнення ними мети-навчання протягом усього життя.

Ступінь впровадження ІКТ в освіту значною мірою відбиває глибину й масштаби інформатизації суспільства, а сам цей процес має всеохоплюючий відносно системи освіти характер. Ось чому впровадження ІКТ в освітній процес сприяє виконанню більшості завдань, що стоять перед системою освіти.

Все більше стали обговорювати покращення якості освіти в школі через збільшення інформаційної культури учасників освітнього процесу і активного використання ними ІКТ в своїй діяльності. В багатьох освітніх закладах створюються або вже створенні єдині інформаційні простори, проводиться навчання працівників освіти.

Сьогодні неможливо уявити собі роботу без використання комп’ютера. Це й проведення моніторингу якості навчання; ведення моніторингу навченості учнів; електронний документообіг, утворюються електронні бази по учням; створення сайта школи, Web-сторінки окремих шкільних проектів.

Але є проблема в забезпеченості шкіл необхідним обладнанням. Звичайно це потребує не малих витрат. Хочеться працювати, творити, хочеться йти в ногу з сучасністю, не відставати від передових методик навчання.

Національна середня освіта перебуває у стані переходу до інформатизації освітнього процесу. Є перші позитивні зрушення у цьому питанні: поступово виконується програма забезпечення шкіл комп'ютерною технікою, з'явилися перші сертифіковані навчальні комп’ютерні програмні засоби.

Серед шкільних предметів фізика має дуже широкі можливості  для навчання з використанням ІКТ. Загальновідомо, що викладання фізики у школі вимагає нових методичних підходів до навчання здобувачів освіти, оскільки використання лише традиційних методів навчання, як показує шкільна практика, сьогодні вже не може бути достатньо ефективним. Потрібно  навчати дітей із врахуванням індивідуальних можливостей і запитів школярів.

Найважливішим завданням сучасності вважаємо реалізацію особистісно орієнтованого підходу до навчання учнів, коли учень із об’єкта педагогічного впливу стає суб’єктом творчої діяльності, що значною мірою впливає на досягнення ним більш високого рівня знань і вмінь, розвитку в школярів пізнавальної самостійності та інтересу до вивчення фізики.

Одним із напрямів модернізації системи фізичної освіти у школі є впровадження комп’ютерних технологій у освітній процес. Сучасне життя вимагає від учителів освоєння комп’ютерної техніки, тому що багатьом учням, які вже достатньою мірою володіють комп’ютерною технікою,  більш близькими і зрозумілими є комп’ютерні та мультимедійні версії тем шкільних курсів з фізики.

У процесі навчання вибір способів використання ІКТ залежить від поставлених учителем дидактичних завдань.

Комп’ютери  у навчанні варто використовувати лише тоді, коли вони забезпечують здобуття знань учнями, які неможливо або достатньо складно отримати за умови використання традиційного навчання. Дуже важливо освітній процес організувати таким чином, щоб учень розумів, що завдання вирішує він, а не машина, що лише він несе відповідальність за наслідки прийнятого рішення. Школярі втрачають інтерес до роботи, якщо результати їхньої праці не реалізуються в подальшому, тому необхідно використовувати виконану роботу на уроках у процесі створення програмних продуктів або у процесі розроблення методичних матеріалів.

Найбільш цінними у освітньому процесі можуть бути програмні засоби, які надають учню свободу вибору під час вивчення навчального матеріалу раціонального рівня складності, самостійного визначення форми допомоги за умови виникнення утруднень.

Комп`ютер може використовуватись під час викладання фізики в режимі навчання, тренажера, контролю. Працюючи в режимі навчання, за допомогою мультимедійних програм виводяться на екран монітора навчальна інформація, задаються питання на розуміння запропонованої інформації. Якщо відповідь неправильна, пропонується підказка, як знайти правильну відповідь, або відповідь і ставиться наступне завдання.

У режимі тренажера на екран виводяться лише тексти запитань, за умови  помилкової відповіді надається відповідний коментар; результати відповідей не запам’ятовуються, час на обмірковування завдань – необмежений.

У режимі контролю варіанти завдань добираються комп’ютером, час на обмірковування обмежений, результати відповідей фіксуються, за  наявності помилки дається правильна відповідь і коментар. Після закінчення роботи виводиться список тем, у яких були зроблені помилки, та які потрібно повторити, а також ставиться відповідний бал.

Таким чином, комп’ютер у освітньому процесі виконує декілька функцій: він є засобом спілкування, створення проблемних ситуацій, партнером, інструментом, джерелом інформації, контролює дії учнів і  надає їм нові пізнавальні можливості.

Форми роботи учнів під час використання комп’ютера в якості засобу навчання є різні: це і робота всім класом, і групами, а також індивідуальна робота. Перелічені способи обумовлені не тільки наявністю або недостатньою кількістю комп’ютерів, але і дидактичними цілями.

Проте варто зазначити, що методика вивчення  шкільних предметів, зокрема і  фізики, з використанням ІКТ знаходиться на етапі становлення: ще технології  використання комп'ютерів у освітньому процесі лише розробляються.

Наявні комп'ютерні програми з фізики можуть використовуватися як інформаційно-пізнавальний  засіб навчання, виконувати різноманітні дидактичні функції у певних навчальних ситуаціях. Вони різноманітні за змістом, структурною побудовою, обсягом подання навчальної інформації. 

Особливість побудови мультимедійних засобів навчання, на відміну від суто інформаційного викладу навчального матеріалу, передбачає особисте, розумове, активне ставлення користувача до змісту програми, спонукає аналізувати його, активізувати процес пізнання та засвоєння знань, закладених у змісті використовуваної програми чи освітньому середовищі.

Мультимедійні програми природничого циклу можуть використовуватися як інформаційно-пізнавальний або інформаційно-контролюючий засіб навчання, виконувати різноманітні дидактичні функції в певних навчальних ситуаціях. Значна частина мультимедійних програм із фізики містить документально достовірну навчальну інформацію та наукову їх інтерпретацію. Їх зміст і побудова, ґрунтуючись на принципі наочності, підпорядковується також загально-дидактичним вимогам і принципам навчання (науковість, систематичність, доступність та послідовність викладу, врахування рівня підготовленості учнів тощо).

Мультимедійні засоби як джерело нових знань можуть використовуватись перед вивченням навчального матеріалу як вступ до теми або під час вивчення теми, у поєднанні з розповіддю чи бесідою. Розповідь учителя та словесний супровід програми супроводжують спостереження, допомагають виділити і проаналізувати істотні властивості фактичного матеріалу, усвідомити співвідношення між явищами та подіями, зробити висновки, забезпечити зв'язок зі змістом уроку. Учитель має змогу простежити за деякими прийомами, які застосовувалися в мультимедійній програмі, здійснити порівняння і на цій основі зіставити словесний зміст та зображувані мультимедійні явища. На наступних уроках під час вивчення нового матеріалу він врахує типові особливості процесу порівняння та зіставлення.

Вирішальне слово на уроках, де застосовуються мультимедійні навчальні програми, все ж за вчителем. Тільки він, враховуючи зміст супроводу, визначає дидактичні можливості, методичні особливості поєднання власного слова з наочно-словесним змістом програми, можливі методичні варіанти оптимального використання мультимедійних засобів у певних навчальних ситуаціях під час розв'язування різноманітних пізнавальних завдань.

Завдяки мультимедійній інформації, що містять програми, учні повинні вміти пов'язувати одержані уявлення з навчальною темою, робити потрібні доповнення, самостійні висновки та узагальнення.

Перевагою застосування мультимедійних програм на уроках фізики як джерела знань є те, що завдяки документальній переконливості, фактичній достовірності та сконцентрованості викладу матеріалу учні засвоюють значний обсяг навчальної інформації за порівняно короткий час, що звільняє вчителя від тривалих, часом достатньо непереконливих пояснень, призводить до формального та поверхового засвоєння навчального матеріалу.

Значна частина мультимедійних програм з фізики  містить документально достовірну навчальну інформацію. Зміст і побудова існуючих мультимедійних програм з фізики відповідають принципам  науковості, систематичності, доступності, послідовності викладення навчального матеріалу, вони складені з урахуванням рівня підготовленості учнів і в цілому відповідають дидактичним вимогам навчання.

Серед технічних новинок, що приходять сьогодні до школи, особливу місце займають інтерактивні дошки – комплекс обладнання, який дозволяє педагогу зробити процес навчання яскравим, наочним, динамічним. Інтерактивні дошки мають більший потенціал розкриття теми уроку, ніж проста дошка і навіть комп'ютер з проектором і екраном. Інтерактивна дошка – сенсорний екран, приєднаний до комп'ютера, зображення з якого передає на дошку проектор. Спеціальне програмне забезпечення дозволяє працювати з текстами і об'єктами, аудіо – і відеоматеріалами, Internet-ресурсами, робити записи від руки прямо на відкритих документів і зберігати інформацію. Інтерактивна дошка надає унікальні можливості для роботи і творчості вчителя і учнів.

Необхідно враховувати і важливий психологічний момент: сучасні школярі, у яких вдома, як правило, є комп'ютер з різноманітними інтерактивними іграми, звикають подібним чином сприймати навколишню дійсність. Можливості інтерактивної дошки дозволяють направити школярів на розуміння того, що відео і ігрові програми успішно можуть бути використані для навчання, сприяти розвитку творчої активності, захопленню предметом, що забезпечує в кінцевому рахунку ефективне засвоєння матеріалу на уроках.

Повноцінне використання інтерактивної дошки дає можливість вчителю зробити роботу на уроці більш ефективною. Однак багато педагогів вважають, що інтерактивна дошка – це чудовий засіб, який миттєво змінює всю роботу в класі, варто тільки включити її. Зрештою саме вчитель визначає, як і наскільки будуть задіяні функції дошки, від його зусиль і творчої уяви залежить, чи будуть реалізовані всі можливості пристрою. Найбільш серйозна перешкода, з якою стикаються педагоги при роботі з інтерактивними дошками – це незнання можливостей нового навчального обладнання.

Використовуючи інтерактивну дошку, ми можемо максимально ефективно організувати постійну роботу учня в електронному вигляді. Це значно економить час, стимулює розвиток розумової і творчої активності, включає в роботу всіх учнів у класі.

Основними функціями інтерактивної дошки є: малювання маркером, перетягування об'єктів, використання затінення екрана, перегляд відеороликів і анімацій.

Коли ви працюєте на інтерактивній дошці, ви можете взяти маркер і зробити запис, додати коментар, підкреслити або виділити потрібну інформацію. Інтерактивна дошка допомагає розвивати обговорення в класі. Звичайно, можна писати і малювати і на звичайній дошці. Але переваги інтерактивної дошки в тому, що записи і коментарі можна робити поверх будь-якого зображення на екрані, а потім зберігати їх у потрібному файлі. Таким чином, учні зможуть скористатися файлом пізніше або роздрукувати його. Цей метод може бути зручний на різних заняттях – будь-яке завдання, яке вимагає сортування, з'єднання, групування та знаходження об'єктів, буде більш ефективним на інтерактивній дошці.

Перетягування об'єктів дозволяє переміщати по її поверхні малюнки, написи, фотографії. Їх можна копіювати, обертати, змінювати розмір і форму. Це дозволяє складати логічні ланцюжки, схеми, розміщувати інформацію в порівняльних і узагальнюючих таблицях, діаграмах.

При поясненні нової теми або при перевірці знань затінення екрану (або окремих комірок) може приховати малюнок, схеми, числа, які потім можна відкрити в потрібний момент

Інтерактивна дошка має власну програму для створення презентації уроку. Учитель може вставити в цю програму будь-який навчальний відеофільм, анімацію і переглядати все це не виходячи з однієї презентації.  Це дуже зручно, коли весь матеріал уроку знаходиться в одному місці.

Завдяки поєднанню комп’ютера і інтерактивної дошки, ми отримуємо унікальну можливість об’єднати переваги комп’ютера з традиційними формами навчання.

Таким чином, інтерактивна дошка навіть при використанні тільки найпростішого встановленого програмного забезпечення дозволяє підготувати та провести уроки на якісно новому рівні. Саме завдяки цьому інтерактивні дошки заслуговують високої оцінки вчителів та учнів в усьому світі.

Актуальність проблеми використання інформаційних засобів на уроках фізики полягає в тому, що сучасні досягнення науки та техніки вимагають сучасних уроків, які враховують ці досягнення. Інформаційні засоби потрібно використовувати як комп’ютерну підтримку уроку в поєднанні з класичними методами навчання основам фізики.

Особливим аргументом використання комп’ютерної підтримки на уроці став великий інтерес учнів до інформатики та їхнє бажання оволодіти навичками роботи з комп’ютером.

Основною перевагою інформаційних технологій є те, що комп’ютерні демонстрації можуть бути органічною складовою будь-якого уроку та можуть ефективно допомогти вчителеві й учневі. Іншою важливою обставиною є те, що існують такі фізичні процеси або явища, які неможливо спостерігати візуально в лабораторних умовах.

Розробка комп’ютерних уроків вимагає особливої підготовки. Вважаю, що до таких уроків потрібно писати сценарії, органічно «вплітаючи» в них і справжній експеримент, і віртуальний (реалізований на екрані монітора). Особливо хочеться відзначити, що моделювання різних явищ ні в якому разі не замінює  «живих» дослідів, та в поєднанні з ними дозволяє на більш високому рівні пояснити зміст того чи іншого навчального матеріалу. Такі уроки викликають в учнів справжній інтерес, примушують працювати всіх і якість знань при цьому помітно зростає.

Хочеться зауважити, що інформаційно-комп’ютерні технології – це досить потужні механізми, які мають багато можливостей. Але вони не заміняють викладача, а можуть бути тільки інструментом у руках викладача. Причому таким інструментом, який є  потужним у своїх функціях, і має дуже великий ресурс використання.

Інструмент «виконує» завдання того, хто ним керує. Таким чином, і ставитися до цих технологій треба лише як до інструменту, зробленого для полегшення праці, а не до генератора команд та ідей.

Таким чином, настав час озброїти вчителя новим інструментом і результат негайно позначиться на наступних поколіннях.