Використання новітніх інформаційних технологій на уроках фізики та під час ЛР

ВИКОРИСТАННЯ НОВІТНІХ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ПІД ЧАС ПРОВЕДЕННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ НА ЗАНЯТТЯХ ФІЗИКИ

Роботу підготувала: Хропост Н.І.

2020

ВИКОРИСТАННЯ НОВІТНІХ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ПІД ЧАС ПРОВЕДЕННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ НА ЗАНЯТТЯХ ФІЗИКИ

Сучасний викладач займається різними видами професійної діяльності: викладацькою, виховною, науковою, методичною, управлінською. Залежно від того або іншого виду діяльності існують різні можливості використовувати комп’ютерні або інформаційні технології, що дають можливість отримувати, передавати, систематизувати, обробляти інформацію, а також здійснювати комунікацію між колегами, учнями, їх батьками і так далі.
      Застосування комп’ютера дозволяє підвищити інтелектуальний рівень студентів і полегшує вирішення практичних задач. Він може бути використаний як інформаційна система, що допомагає вирішувати технологічні, конструкторські, економічні, екологічні питання; джерело інформації для розробки творчих проектів, для суттєвого розширення наочності навчання, а також оперативного контролю за засвоєнням знань і умінь. Застосування комп’ютерів як засобу навчання підвищує мотивацію навчання за рахунок інтересу студентів до діяльності, пов’язаної з комп’ютером.
      Щоб іти в ногу з часом, викладач повинен володіти основами інформаційних технологій, мати уявлення про найбільш поширену в даний час операційну систему Windows, уміти працювати в поширених комп’ютерних програмах, зокрема, Microsoft Word, Ехсеl, РоwerPoint і низкою інших спеціалізованих програм, пов’язаних з предметною діяльністю вчителя, користуватися Інтернетом, а також уміти використову-вати знання студентів про комп’ютер, котрі останні отримують на занятттях інформатики. Причин комп’ютеризації навчання фізиці можна назвати багато.

Людина, що освоїла персональний комп’ютер (ПК), швидко переконується, що з його допомогою писати, малювати, креслити і робити безліч інших справ можна більш продуктивно, ніж без нього. Набрати на комп’ютері і роздрукувати на принтері завдання для контрольної роботи значно швидше і зручніше, ніж писати їх вручну. Один раз уведені в пам’ять комп’ютера, вони можуть бути роздруковані, причому у разі потреби зміст завдань легко відкоригувати. Комп’ютер, що має доступ до Інтернету, може допомогти викладачу, студенту в отриманні різноманітної і корисної додаткової інформації.
    Комп’ютер універсальний, він – набагато краща “контролююча машина”, ніж ті, що розроблялися раніше; при роботі з ним можна використовувати всі корисні напрацювання програмованого навчання, їм можна замінити телевізор і кінопроектор, таблиці, плакати, кодограми, калькулятори і багато що інше.
     Фізика – наука експериментальна, і для її вивчення необхідно використовувати досліди. Комп’ютер виступає як частина дослідницької установки, лабораторного практикуму, на ньому можна моделювати різні фізичні процеси.                                                                                                                  

Виділимо основні напрями застосування комп’ютерної техніки на заняттях фізики:
      1) підготовка друкованих роздаточних матеріалів (контрольні, самостійні роботи, дидактичні картки для індивідуальної роботи);
       2) мультимедійний супровід пояснення нового матеріалу (презентації, аудіо-, відео-записи реальних лекцій, навчальні відеоролики, комп’ютерні моделі фізичних експериментів);
       3) інтерактивне навчання в індивідуальному режимі;
       4) проведення комп’ютерних лабораторних робіт;
       5) обробка студентами експериментальних даних                                     (побудова таблиць, графіків, створення звітів);
       6) контроль рівня знань з використанням тестових завдань;
      7) використання на заняттях і при підготовці до них інтернет-ресурсів.

  Розглянемо інтерактивне навчання в індивідуальному режимі. Його можуть забезпечити у першу чергу мультимедійні програми з інтерактивним інтерфейсом. Ці програми використовують графічне, звуковим і видеосупроводження навчального матеріалу, перетворюють роботу користувача на творчу працю, що приносить задоволення. Це відчуття особливо цінне в процесі пізнання. Настав час перетворень у роботі здобувача освіти  і викладача, на зміну традиційним технічним засобам навчання (епіпроекторам, епідіапроекторам, діапроекторам, графопроекторам, кінофрагментам, магнітофонним аудио- і відеозаписам), приходить інструмент, який здатний замінити всі вище перераховані технічні засоби навчання, перевершивши їх за якістю.                                                            Добре відомо, що курс фізики включає розділи, вивчення і розуміння яких вимагає розвиненого образного мислення, уміння аналізувати, порівнювати. Насамперед мова йде про такі розділи, як “Молекулярна фізика”, деякі розділи “Електродинаміки”, “Ядерна фізика”, “Оптика” і ін. Багато явищ в умовах шкільного фізичного кабінету не можуть бути продемонстровані. Наприклад, явища мікросвіту, або процеси, що швидко протікають, або досліди із приладами, відсутніми в кабінеті. В результаті студенти зазнають труднощі їхнього вивчення, оскільки не в змозі їх уявити. Комп’ютер може не лише створити модель таких явищ, а й дозволити змінювати умови протікання процесу, “прокрутити” із оптимальною для засвоєння швидкістю. Для глибокого розуміння учнями явищ, процесів, описаних в даних розділах вчителю необхідно використовувати персональний комп’ютер, з’єднаний з необхідним фізичним устаткуванням, проектором, мультимедійною дошкою, телевізором.
     Демонстрацію фізичних явищ, процесів зручно і доцільно здійснювати за допомогою комп’ютерних програм навчального призначення. Відповідно до правил використання комп’ютерних програм у навчальних закладах, комп’ютерна програма навчального призначення – це комп’ютерна програма, яка є засобом навчання, що зберігається на цифрових або аналогових носіях даних і відтворюється на електронному обладнанні.

Класифікації комп’ютерних навчаючих програм розробляли Б.С. Гершунський, Дж. Скандура (J. М. Scandura, 1983), Дж. Чемберс и Дж. Шпрехер (J. A. Chambers, J. W. Sprecher, 1983), Т. О’Ши (Т. O’Shea et а1., 1984) та інші.
    

       Сьогодні існує багато вітчизняних і зарубіжних програм з фізики. Аналіз наукових статей показав, що найбільш уживаними є такі програмні продукти: Жива Фізика (російська версія, розробка американської фірми MSC.Working Knowledge).

«Жива фізика» являє собою середовище, у якому студенти і школярі можуть прово-дити моделювання фізичних експериментів. За допомогою представленого в «лабораторній шафі» устаткування й матеріалів можливе моделювання різноманітних процесів з таких тем як механіка, електрика й магнетизм. Сучасний обчислювальний апарат, засоби анімації, численні допоміжні функції роблять «живу фізику» зручним і потужним інструментом викладання фізики. Програму супроводжує довідковий посібник для викладача, що містить усі необхідні відомості щодо встановлювання та інструментарію програми, про способи розробки та проведення експериментів.

Програмно-методичний комплекс (ПМК) «Активна фізика» білоруської фірми Pilogic призначений для формування, контролю й корекції знань, умінь і навичок шляхом їхнього активного застосування в різних ситуаціях. Розрахований на використання під час занять, у позакласній і домашній роботі.

Фізика 7-11 класи (виробник АТЗТ «Квазар – Мікро Техно»). В основу розробки навчального програмного забезпечення (НПЗ) з фізики покладено досягнення та специфічні можливості нових інформаційних технологій (НІТ): гіпертекстові технології, машинна графіка, мультимедіа, системи штучного інтелекту.

Можливості цих технологій:
– Гіпертекстова технологія – дозволяє працювати з великими об’ємами понятійної інформації, формалізувати текстові описи різноманітних систем, проектувати семантичні інформаційні моделі об’єктів та процесів у їх взаємозалежності та взаємозумовленості.
– Машинна графіка – дає можливість генерувати певні асоціації за допомогою яких формуються інтелектуальні підходи, візуалізувати дані з метою демонстрації наукових і навчальних результатів та станів об’єкту.
– Мультимедійні технології – передбачають можливість створення інтерактивних систем, що забезпечують роботу не лише з текстами та статичною графікою, а й з рухомими відеозображеннями, анімацією, голосом та високоякісним звуком.

      Усі дані при цьому зберігаються в цифровій формі.
Крім цього НПЗ містить конструктор уроків, що дає можливість викладачу творчо підійти до підготовки уроку, розширити коло педагогічних засобів, які він використовує.
«Бібліотека електроних наочностей «Фізика 7-9, 10-11» (виробник АТЗТ «Квазар – Мікро Техно») для загальноосвітніх навчальних закладів. Педагогічно-програмний засіб (ППЗ) містить малюнки, відео, анімацію з усіх тем шкільного курсу фізики. Може доповнювати програмно-методичний комплекс «Фізика 7-9, 10-11» або використовуватися самостійно.

«Віртуальна фізична лабораторія «Фізика 7-9, 10-11» (виробник АТЗТ «Квазар – Мікро Техно») для загальноосвітніх навчальних закладів. ППЗ містить лабораторні роботи й лабораторний практикум. Кожній роботі передують інструкція, відео, що супроводжує експеримент, необхідні дидактичні матеріали, а також контрольні питання для самоперевірки і закріплення теми. Значно розширює можливості програмного комплексу «Фізика 7-9, 10-11». Тобто вибір програмних продуктів на сьогоднішній день достатній.

      Вивчення фізики важко уявити без лабораторних робіт. На жаль, оснащення фізичного кабінету не завжди дозволяє провести усі лабораторні роботи, передбачені програмою, не дозволяє запроваджувати нові роботи, що вимагають складнішого устаткування. Саме комп’ютер з відповідним програмним забезпеченням дозволить проводити досить складні лабораторні роботи. У них учень може на свій розсуд змінювати вихідні параметри дослідів, спостерігати, як змінюється в результаті явище, аналізувати побачене, робити відповідні висновки.
Вивчення пристроїв і принципу дії різних фізичних приладів – невід’ємна частина занять фізики. Зазвичай, вивчаючи той або інший прилад, учитель демонструє його, розповідає принцип дії, використовуючи при цьому модель або схему. Але часто студенти зазнають труднощів, намагаючись уявити весь ланцюг фізичних процесів, що забезпечують роботу даного приладу. Спеціальні комп’ютерні програми дозволяють “зібрати” прилад із окремих деталей, відтворити в динаміці з оптимальною швидкістю процеси, що лежать в основі його принципу дії. При цьому можливе багатократне “прокручування” відповідної мультиплікації.

    Безумовно, комп’ютер можна застосовувати і на заняттях інших типів: при розв’язанні задач, де потрібно виконувати багато обчислень, будувати графіки, при самостійному вивченні нового матеріалу. Необхідно також відзначити, що використання комп’ютерів на заняттях фізики перетворює їх на справжній творчий процес, дозволяє здійснити принципи розвиваючого навчання розвиває  образне мислення, а на його основі – логічне. Розробка комп’ютерних занять вимагає особливої підготовки. Вважаємо, що до таких занять 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 вивчає мого матеріалу Такі заняття викликають справжній інтерес, примушують працювати всіх і якість знань при цьому помітно зростає.