Використання інформаційно-комунікаційних технологій та медіаресурсів при вивченні фізики та астрономії

Використання інформаційно-комунікаційних технологій та медіаресурсів при вивченні фізики та астрономії

1. ВСТУП

Одним із ефективних способів зацікавити учня, збудити його думку, є застосування комп’ютерних технологій. Використання засобів ІКТ в навчальному процесі зумовлене такими аспектами:

• Стрімке збільшення потоку наукової інформації потребує своєчасного й адекватного відображення її в навчальному процесі.
• Особливості викладання фізики як експериментальної науки в умовах, коли матеріальна база кабінету не дозволяє повноцінно провести навчальний експеримент.
• Зниження рівня мотивації  навчання й пізнавальної активності учнів, що потребує вдосконалення методики навчання, модернізації форм і прийомів роботи вчителя.

Навчальний матеріал ефективно сприймається в тому випадку, якщо задіяні усі способи сприйняття. Ці фактори успішно поєднуються саме в процесі використання на уроках фізики сучасних інформаційних технологій. Принциповою оосновою для використання засобів ІКТ на уроках фізики з метою активізації пізнавальної діяльності учнів стали ідеї Х. Гарднера, викладені в  «Теорії множинних інтелектів»: «Головне – надати дитині можливість пізнавати, вивчати що-небудь тим способом та шляхом, який їй найбільш близький, зручний і в якому вона почувається комфортно».[6]

Використання засобів ІКТ дає можливість:

•  проводити уроки на вищому естетичному та емоційному рівні;
• залучати велику кількість дидактичного матеріалу;
• легко змінювати форми навчання та види діяльності в межах одного уроку;
• організовувати інтерактивні форми контролю знань, вмінь та навичок;
• реалізувати ігрові методи навчання.

Застосування комп'ютерних навчальних засобів сприяє підвищенню ефективності навчального процесу завдяки тому, що підвищується рівень засвоєння знань і умінь, учні вчаться самостійно опрацьовувати навчальний матеріал; вчитель має змогу проводити навчально-виховний процес на засадах особистісно-зорієнтованого навчання та ефективно перевіряти рівень навчальних досягнень учнів при мінімальній затраті часу.

2.1  ВИКОРИСТАННЯ ЗАСОБІВ  ІКТ НА УРОКАХ ФІЗИКИ ТА АСТРОНОМІЇ

На уроках фізики та астрономії використовую різноманітні форми роботи із застосуванням комп’ютерних технологій:

• підготовка друкованих дидактичних матеріалів (контрольні, самостійні роботи, дидактичні картки для індивідуальної роботи);
•  мультимедійний супровід пояснення нового матеріалу (презентації, аудіо-, відеозаписи, навчальні відеоролики, комп'ютерні моделі фізичних експериментів, робота з PHЕT-симуляціями);
•  інтерактивне навчання в індивідуальному режимі;
•  проведення комп'ютерних лабораторних робіт;
•  обробка учнями експериментальних даних (побудова таблиць, графіків, створення звітів);
•  контроль рівня знань з використанням тестових програм;
•  використання на уроках і при підготовці до них інтернет-ресурсів;
•  організація проектної діяльності.

Комп'ютерні технології  використовується на різних етапах процесу навчання: при вивченні нового матеріалу, закріпленні, повторенні, контролі. Для учня комп’ютер  виконує різні функції: учителя, робочого інструменту, об'єкту навчання і пошуку додаткового матеріалу з багатьох тем  програми.  При вивченні нового матеріалу рівень засвоєння залежить від міри ілюстративності. Візуальна насиченість навчального матеріалу робить його яскравим, переконливим, сприяє кращому засвоєнню і запам'ятовуванню. На етапі закріплення знань використовуються різні програми, метою яких є навчання учнів розв’язуванню задач, оскільки вони є невід'ємною складовою  вивчення фізики. Програми можуть містити завдання різного рівня складності, а також підказки, алгоритми і довідкові матеріали. Досить ефективним є і застосування тестових програм з метою оперативного контролю знань учнів, вчасної їх корекції.

2.2. ЕЛЕКТРОННІ ППЗ ТА ЇХ ВИКОРИСТАННЯ ПРИ ВИВЧЕННІ ФІЗИКИ

На уроках використовую ряд готових програмних засобів навчання. Це електронні підручники, збірники задач, віртуальні лабораторії та інші. Цінним є те, що увага в цих засобах сконцентрована на забезпеченні взаємодії користувача з програмою та роботі в діалоговому режимі, а не лише на інформаційному наповненні. Підручники легко адаптуються до змін в   діючій програмі, мають поурочно систематизовані наочні, звукові засоби, документальні та довідкові матеріали. Ці матеріали використовується як в повному обсязі, так і частково, відповідно до конкретних задач. Подібні уроки дозволяють підвищити мотивацію учнів, активізувати їх пізнавальну діяльність, формувати науковий світогляд. Така робота з учнями дає добрі результати.

Вчителю вона допомагає оволодіти новими формами і методами роботи на уроці, які ініціюють самостійне мислення учнів і в значній мірі підвищують якість знань.

Використовуються такі навчальні програми:

— Бібліотека електронних наочностей Фізика 7-9, Фізика 10-11 ( Квазар-микро Техно);

— Віртуальна фізична лабораторія Фізика 7-9, Фізика 10-11 ( Квазар-микро Техно);

— НПЗ Фізика 7-11 ( Квазар-микро Техно);

— Збірник відеозадач «Фізика навколо нас»;

— Електронний задачник;

— ППЗ «Фізика та астрономія»;

— «Жива фізика» Програмне середовище (фірма MSC-Working Know ledge, США);

— Мультимедійні підручники Фізика 7-9 (ТМ «Нова школа»).

За допомогою ППЗ проводиться демонстрація дослідів чи фізичних явищ, показ яких неможливий в реальних умовах з різних причин.

Впровадження в навчальний процес електронного підручника не зменшує роль вчителя, а додає їй нового функціонального значення. Працювати з електронними підручниками учням легко та цікаво. (Додаток А).

На уроках астрономії використовую віртуальну модель зоряного неба «Stellarium» при вивченні карти зоряного неба, планет Сонячної системи, зоряних скупчень, галактик та багатьох інших астрономічних об’єктів, а також он-лайн карту зоряного неба Planetarium. (Додаток Б). З дидактичної точки зору цікавими є мультимедійні навчальні курси, підготовлені з використанням програми  «Celestia».  На сайті Celestia Motherlode educational Resources знаходиться більше 40 годин освітніх подорожей  і уроків, елементи яких вчитель може використати в своїй роботі.

2.3  РОБОТА З МУЛЬТИМЕДІЙНИМИ ПРЕЗЕНТАЦІЯМИ

Мультимедійні презентації здатні реалізувати багато завдань у процесі навчання, а саме:

• Швидко змінювати форми навчання та види діяльності в межах одного уроку;
• полегшувати підготовку вчителя до уроку та залучати до цього процесу учнів;
• розширювати можливості ілюстративного супроводу уроку;
• реалізувати ігрові методи на уроках;
• здійснювати роботу в групах або індивідуальну роботу;
• організовувати інтерактивні форми контролю знань, вмінь та навичок;
• організовувати самостійні, дослідницькі, творчі роботи, проекти, реферати на якісно новому рівні з можливістю виходу в глобальний інформаційний простір.

Часто розробляю презентації самостійно, залучаю до цього учнів, а також використовую презентації, які розміщені в мережі Інтернет, зокрема, на сайтах вчителів фізики. Особливо вдалим є включення в презентацію анімаційних моделей, створених в середовищі PowerPoint, наприклад, рух молекул ідеального газу, інші прості моделі. Використовую  їх також для створення проблемних ситуацій.

До створення презентацій залучаю і учнів. В ході роботи над проектом учні формулюють проблему, висувають гіпотези, проводять дослідження і, зазвичай, подають результати у формі презентацій. Наприклад, у ході вивчення видів теплопередачі (урок «Теплопередача. Види теплопередач»), використала програмний засіб «Фізика-8». Також учням було дано випереджувальне завдання для створення презентації на тему «Теплопередача в природі й техніці», де учні пропонують  свої ідеї, розповідають про свої спостереження. Учні не лише виступають у ролі доповідачів, а й із задоволенням оцінюють роботи своїх однокласників. Проведені, наприклад, конференції  для учнів 11 класу – «Фізика у професіях», для учнів 10 класу – «Кристалічні і аморфні речовини. Їх одержання та застосування»,  для учнів 8 класу – «Теплові двигуни та їх  вплив на навколишнє середовище» та ін.

Все це підвищує інтерес до предмету. Створюючи презентацію, учні вчаться планувати роботу, виділяти головне, робити висновки, розвивають навички роботи з комп’ютером, першоджерелами, навички роботи в мережі Інтернет, формують свій естетичний смак, розширюють кругозір, розвивають творчі здібності, і, звичайно, отримують нові знання.

2.4  ВИКОРИСТАННЯ ВІДЕОФРАГМЕНТІВ НА УРОКАХ ФІЗИКИ ТА АСТРОНОМІЇ

Використовую велику кількість відеофрагментів, зокрема, відеоматеріали з Youtube. Створюється банк відео до курсу фізики, тому пропонуються учням творчі завдання – підібрати фрагменти з мультфільмів чи кінофільмів до явища, яке вивчається.

Матеріал мультиплікаційних фільмів, знайомих кожному учневі з дитинства, є безцінним матеріалом для активізації пізнавальної діяльності та мотивації навчання. Під час перегляду епізодів учням пропонується дати відповіді на проблемні запитання. Наприклад,  розглядаючи тему «Виштовхувальна сила. Закон Архімеда» пропоную учням після перегляду епізодів з мультиплікаційного фільму «Ну, постривай!» замислитись над питаннями:

• Що заважає Вовкові та Зайцю зачинити отвір у трюмі корабля?
• Яка сила завадила Вовкові провалитися в димохід корабля?
• Чому Вовк на повітряній кулі спочатку піднімається вгору, а потім стрімко починає падати вниз?

Але наукові фільми, демонстрації фізичних явищ у більшості не містять гострих кульмінаційних моментів. Учні переглядають матеріали, не аналізуючи їх із точки зору фізики, а чекаючи захопливого видовища. Це спонукало роботу з відеоматеріалами доповнювати активними прийомами і формами діяльності. Назви прийомів дібрані з огляду на їх зміст.

Прийом «Звукорежисер» 

Опис прийому: перегляд відеоматеріалу в класі без звуку. Учням пропонуються речення для озвучування відео в хаотичному порядку. Учні спілкуються в парах або групах, будуючи алгоритм правильного озвучування переглянутого відео. Для більш підготовлених учнів доцільно в запропонованих реченнях використовувати пропуски ключових фізичних термінів для ускладнення завдання.

Прийом «Стоп-кадр»

 Опис прийому: під час перегляду відеоматеріалів учитель використовує стоп-кадр  з метою отримання відповідей на поставлені питання, пояснення фізичних явищ, аналізу побачених фактів, постановки проблемних ситуацій тощо. Цей прийом доцільно використовувати під час роботи в групах, парах.

Прийом «Відеопазл»

 Опис прийому: із запропонованих відеофрагментів (пазлів) скласти правильну демонстрацію явища. Учні переглядають пронумеровані фрагменти й повинні вказати правильну нумерацію відеопазлів.

 Прийом «Експериментатор»

 Опис прийому: використати відеофрагмент як вихідні дані досліду,  експериментальної задачі, що вимагають подальшої теоретичної перевірки, або, навпаки, як експериментальну перевірку кінцевого результату теоретичної задачі.

Описані прийоми роботи з відеоматеріалами дають учневі змогу самостійно, без допомоги вчителя, зрозуміти фізичне явище, продемонстроване у відеоролику (це можливо лише за умови дотримання певної структури та чіткості коментування) і зробити правильні висновки. Учень відчуває радість від виконаної роботи та стає впевненим у своїх силах. Тобто, ці методи допомагають учителю створити ситуацію успіху під час уроку й тим самим пробудити інтерес до вивчення фізики. Створено списки відтворення на власному каналі Youtube https://cutt.ly/FezfbDv, посилання на які учні можуть отримати на сайті (Додаток Д).

2.5  РОБОТА З PHЕT-СИМУЛЯЦІЯМИ

Окремі ППЗ дозволяють імітувати фізичні досліди, модулювати ситуації, створювати на екрані динамічну картинку досліду. При цьому можливо керувати поведінкою об’єкту, змінюючи параметри моделі. Доцільно використовувати інтерактивні PhЕT-симуляції (Сайт PhЕT Університету Колорадо http://phet.colorado.edu/ ).

Сайт перекладено українською мовою та адаптовано до вимог навчальних програм з фізики і державних стандартів. Створена і активно працює мережева спільнота пілотних шкіл на блозі “Шкільний навчальний експеримент з сайтом Phet “ (http://ukrainepthet.blogspot.com/).

За допомогою цих програм учні можуть самостійно задавати чи змінювати різні параметри та досліджувати фізичні явища. (Додаток В).

Напрямки використання Phet-моделювань:

•  Віртуальний демонстраційний експеримент;
• Лабораторні роботи (супровід);
• Самостійна дослідницька діяльність;
• Розв'язування і створення задач;
• Домашня експериментальна робота;
• Практикум.

 Частина учнів встановила дану програму на домашніх комп’ютерах і з цікавістю працює з нею при виконанні творчих домашніх завдань. Під час використання моделей комп’ютер надає унікальну, нереалізовану в реальному фізичному експерименті можливість візуалізації не реального явища природи, а його спрощеної моделі з поетапним включенням у розгляд додаткових факторів, поступово наближаючи цю модель до реального явища. Крім того, можливості кабінетів фізики досить обмежені. У цьому випадку робота учнів із комп’ютерними моделями також дуже корисна, оскільки комп’ютерне моделювання дозволяє створити на екрані комп’ютера живу, динамічну картину фізичних дослідів чи явищ, яка краще запам’ятовується.

2.6   ТЕСТОВІ ПРОГРАМИ ТА ЇХ ВИКОРИСТАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ УЧНІВ

Для оцінювання навчальних досягнень учнів використовую, крім тестів у формі презентації, тестову оболонку «TEST-W2».  Часто використовую тести, розроблені мною в додатку Google Form, які розміщую на власному сайті. Приклади таких тестів:

Закони Ньютона (9 клас)  https://forms.gle/MTTnFpho9CcfhawC9 

Теплові явища (8 клас) https://forms.gle/wd31bTRK8xkMJbXy5

Електричний струм (11 клас) https://forms.gle/1ijGPLfczd8nq2ht6

Залік з астрономії (11 клас) https://forms.gle/dsPacuFcuFfvdbwt6

Широко використовую тестові матеріали, розміщені на сайті «На урок», а також беру участь у їх створенні. Ця платформа дає можливість легко створювати свої тести, а також використовувати досить багато тестів, розроблених іншими вчителями. Діти з задоволенням виконують короткочасні тестові завдання. Часто використовую інтерактивні завдання в середовищі learningapps.org. А також розробляю їх сама. Наприклад:

Види газового розряду  https://learningapps.org/view5457418

Одиниці фізичних величини https://learningapps.org/view7029994 Інтернетбезпека. А як вчиниш ти? https://learningapps.org/view5458928

Використання засобів ІКТ дозволяє вчителю урізноманітнити форми позакласної роботи з предмету. Систематично використовуються комп’ютерні технології гуртковій роботі, на факультативних заняттях.  Проводяться «Фізичний КВК», змагання у формі телепередачі «Своя гра» та інші позакласні заходи. Залучаю учнів до випуску фізичних газет, виготовлення публікацій у середовищі Publisher, участі в конкурсах, зокрема «Космічні фантазії», де потрібна пошукова робота в мережі Інтернет. Значну роль в позакласній роботі відіграє сайт «Фізика для допитливих», де розміщено завдання для веб-квестів, надається доступ для учнів до інтернет-олімпіад.

Подібні заходи дозволяють підвищити мотивацію учнів, активізувати їх пізнавальну діяльність, формувати науковий світогляд. А вчителям це  допомагає оволодіти новими формами і методами роботи на уроці, які ініціюють самостійне мислення учнів і підвищують рівень якості знань.

 В своїй роботі  безумовно  враховую, що,  хоч інноваційні технології й вимагають високої активності вчителя й учня, сприяють прояву та зростанню самостійності учнів, все ж таки вони не забезпечують усім учням однаково високого результату розвитку й навченості. Це є лише добрим доповненням до реального експерименту, «живого» пояснення вчителя, активної самостійної роботи.

3.     ВИСНОВКИ

Життя вимагає нових підходів до навчального процесу, нових методів, форм подання навчальної інформації. Досвід роботи переконує, що вдало підібрані програмні засоби навчання забезпечують розвиток творчих здібностей, стимулюють пізнавальну активність учнів.              При              цьому підвищується працездатність школярів, зацікавленість різними видами діяльності, розширюється їх науковий світогляд. Тому комп’ютерні технології дають широкі можливості для вдосконалення навчально-виховного процесу. Важливо, щоб над               матеріалом, що  вивчається, учень  розмірковував, бачив               його зв’язок              з              іншою інформацією, а  також шукав відповіді на питання, які виникають у процесі навчання.  Процес навчання   стає процесом дослідження.

Досвід роботи показує, що використання засобів ІКТ з цією метою можливе  практично на всіх етапах уроку: 

 а)  постановка проблеми перед вивченням нового матеріалу;

б) при вивченні нового матеріалу як ілюстративний матеріал;

в) під час закріплення та узагальнення знань;

г) для контролю знань.

Залучення програмних засобів приводить до зростання насиченості уроку, його забезпеченості наочністю. Вони відкривають нові можливості для створення віртуального простору, в якому стає можливим демонстрування процесів, які в реальності недоступні в умовах кабінету фізики.

Переконалася, що такі уроки:

-  розвивають в учнів креативне мислення;

-  навчають творчо сприймати навчальний матеріал;

-  сприяють повнішому й точнішому висловлюванню своїх думок;

-  дають можливість учням проявити свої індивідуальні можливості;

-  допомагають долати певні труднощі в навчальній діяльності.

Порівняльний аналіз навчальних досягнень учнів на традиційному уроці та з використанням засобів ІКТ              свідчить     про              підвищення пізнавального інтересу школярів. Саме це покращує можливості розумового розвитку учнів, сприяє формуванню творчої активності та впливає на формування їх особистості, веде до глибокого та міцного засвоєння        і        постійного        поповнення знань, перетворює навчання фізики з необхідності в потребу.