Пiдвищення ефективностi формування понять з геометричноi оптики засобами сучасних iнформацiйних технологiй навчання

Дипломна робота

на тему:

"Пiдвищення ефективностi формування понять з геометричноi оптики засобами сучасних iнформацiйних технологiй навчання"

Змiст

Вступ

1. Психолого-педагогiчнi аспекти технологiзацii навчального процесу в загальноосвiтнiй школi

1.1 Сучасний пiдхiд до розв'язання проблеми наочностi при вивченнi фiзики

1.2 КомптАЩютеризацiя навчального процесу

1.3 Роль та функцii фiзичного експерименту в сучасному навчально-виховному процесi

1.4 Аналiз iснуючих програмно-педагогiчних засобiв з теми дослiдження

2. Методичнi аспекти поiднання традицiйних та iнформацiйних технологiй при вивченнi геометричноi оптики

2.1 Аналiз методичноi системи вивчення геометричноi оптики в загальноосвiтнiй школi

2.2 Характеристика та структура розробленоi демонстрацiйноi комптАЩютерноi програми

2.3 Органiзацiя i проведення педагогiчного експерименту

2.4 Вимоги технiки безпеки щодо роботи з персональним комптАЩютером

Висновки

Список використаних джерел

Вступ

Впровадження в практику особистiсно-орiiнтованого навчання, при якому вчитель орiiнтуiться не на ВлсередньогоВ» учня, а на кожного конкретного учня, що i для нього особистiстю з його здiбностями, рисами, схильностями й iнтересами, вимагаi розробки нових методiв, засобiв i органiзацiйних форм навчання. На сучасному етапi розвитку освiти iснуi протирiччя мiж новими цiлями навчання та iснуючими традицiйними технологiями навчання фiзицi, тому виникаi проблема використання нових досягнень науки i технiки для удосконалення навчального процесу.

Останнiм часом у процесi навчання фiзицi активно використовуiться персональний комптАЩютер. Вiдбуваiться це принаймнi з трьох причин. По-перше, загальний процес комптАЩютеризацii всiх сфер дiяльностi торкнулося й навчання, i комптАЩютер стаi помiчником учителя й учнiв на уроках майже будь-якого предмета. По-друге, комптАЩютер став настiльки розповсюдженим iнструментом фiзика-дослiдника, що поряд з фiзикою теоретичною i експериментальною видiляють новий роздiл тАУ комптАЩютерну фiзику. Нарештi, шкiльний курс iнформатики потребуi пiдтримки з боку курсу фiзики, коли мова заходить про будову комптАЩютера, принципах функцiонування окремих його елементiв, i, у свою чергу, забезпечуi курс фiзики матерiалом, що викликаi великий iнтерес учнiв.

У результатi комптАЩютер став в курсi фiзики в ролi як засобу навчання, так i предмета вивчення.

Як засiб навчання комптАЩютер може виступати помiчником i вчителя, i учня. Для вчителя вiн тАУ автоматизований класний журнал, засiб проведення опитувань i обробки результатiв навчання, iнструмент для пiдготовки до урокiв i для проведення демонстрацiй. Для учня тАУ засiб виконання завдань, для обох тАУ iнструмент моделювання реального свiту.

Як предмет вивчення комптАЩютер використовуiться у двох напрямках: у звтАЩязку з вивченням методiв дослiдження в сучасному природознавствi й у звтАЩязку з вивченням фiзичних законiв i явищ.

Зокрема, в учнiв варто створити уявлення про те, що основними напрямками використання комптАЩютера у фiзицi-науцi i комптАЩютерне моделювання фiзичних явищ i робота комптАЩютера в поiднаннi з експериментальними установками, де вiн виконуi два завдання тАУ служить для фiксацii експериментальних даних, якi вiн може робити зi швидкiстю й в обсягах, зовсiм недоступних при роботi на некомптАЩютеризованiй установцi, автоматизуi керування експериментом. Крiм того, комптАЩютер використаiться для обробки експериментальних даних, зберiгання й швидкого пошуку величезних масивiв iнформацii, як засiб комунiкацii. Використання персонального комптАЩютера на уроках i в позаурочний час дозволяi познайомити учнiв з усiма цими напрямками.

Основними педагогiчними цiлями використання комптАЩютерних технологiй у навчаннi фiзицi i наступнi:

1.Розвиток творчого потенцiалу учня, його здiбностей до комунiкативних дiй, умiнь експериментально-дослiдницькоi дiяльностi, культури навчальноi дiяльностi; пiдвищення мотивацii навчання.

2.РЖнтенсифiкацiя всiх рiвнiв навчально-виховного процесу, пiдвищення його ефективностi i якостi.

3.Реалiзацiя соцiального замовлення, обумовленого iнформатизацiiю сучасного суспiльства (пiдготовка користувача засобами комптАЩютерних технологiй).

Соцiально-психологiчною характеристикою стилю навчання в умовах функцiонування комптАЩютерних технологiй i розвиток i саморозвиток потенцiйних можливостей учня i його творчоi iнiцiативи. Це забезпечуiться наданням можливостi для самостiйного здобування знань i iнформацii; самостiйного вибору режиму навчальноi дiяльностi.

Слiд зауважити, що при виконаннi дослiдження може бути органiзована iндивiдуальна, групова, колективна експериментально-дослiдницька дiяльнiсть.

Використання досягнень нових iнформацiйних технологiй для формування знань, умiнь та навичок при вивченнi геометричноi оптики засобами комптАЩютерного моделювання з урахуванням психолого-педагогiчних особливостей учня, його темпераменту та базовоi пiдготовки, i актуальним питанням методики викладання фiзики.

Метою даноi дипломноi роботи i розробка комптАЩютерноi навчальноi програми для вивчення геометричноi оптики, використовуючи засоби комптАЩютерного моделювання, обТСрунтування необхiдностi використання комптАЩютерних моделей при вивченнi фiзики.

ОбтАЩiктом дослiдження i процес формування понять геометричноi оптики в загальноосвiтнiй середнiй школi.

Предметом дослiдження i форми, методи i засоби реалiзацii вивчення геометричноi оптики за допомогою комптАЩютерного моделювання.

Гiпотеза дослiдження

Використання комптАЩютерного моделювання при викладаннi геометричноi оптики повинно пiдвищити ефективнiсть i якiсть засвоiння знань (понять, законiв, величин, тощо), формування вiдповiдних умiнь та навичок.

Вiдповiдно до предмету i гiпотези дослiдження були визначеннi його конкретнi завдання:

1. Провести аналiз лiтературних джерел, наукових праць, статей з питання використання комптАЩютерних моделей при викладаннi фiзики.

2. Розглянути психолого-педагогiчнi аспекти ефективного використання комптАЩютерного моделювання при викладаннi фiзики.

3. Розробити комптАЩютерну навчальну програму з використанням комптАЩютерного моделювання з метою пiдвищення ефективностi вивчення геометричноi оптики в середнiй школi.

4. Розробити методичнi рекомендацii щодо використання комптАЩютерного моделювання.

1. Психолого-педагогiчнi аспекти технологiзацii навчального процесу в загальноосвiтнiй школi

1.1. Сучасний пiдхiд до розв'язання проблеми наочностi при вивченнi фiзики

ВлДля вирiшення завдання розвитку творчих здiбностей школярiв при навчаннi фiзицi необхiдно насамперед знати особливостi творчого процесу в розвитку цiii науки i ii технiчного застосуванняВ» (В.Г. Разумовський)

Постiйне вдосконалення навчально-виховного процесу разом з розвитком i перебудовою суспiльства, а також зi створенням iдиноi системи безперервного навчання, i характерною рисою народноi освiти в Украiнi. Здiйснювана в краiнi реформа школи спрямована на те, щоб привести змiст освiти у вiдповiднiсть iз сучасним рiвнем наукового знання, пiдвищити ефективнiсть всiii навчально-виховноi роботи й пiдготувати учнiв до працi в умовах прискорення науково-технiчного прогресу (НТП), авангарднi рубежi якого визначенi як електронiзацiя народного господарства, комплексна автоматизацiя. Досягнення НТП тАУ це результат фундаментальних фiзичних дослiджень [52].

Тому електронiка й обчислювальна технiка стають компонентами змiсту навчання в фiзицi й математицi, засобами оптимiзацii й пiдвищення ефективностi навчального процесу, а також сприяють реалiзацii багатьох принципiв розвиваючого навчання.

Обчислювальна технiка, фундаментом якоi служить фiзика, знаходить широке застосування у викладаннi останньоi не тiльки як засiб, що моделюi математичними методами фiзичнi процеси i явища, але i як сучасний засiб наочностi в сполученнi з ii абстрактно-логiчноi сторони iз предметно-образною, як засiб математичноi обробки результатiв демонстрацiйного експерименту й лабораторних робiт, контролю й самоконтролю знань учнiв. Досвiд використання обчислювальноi технiки на уроках фiзики показав, що комптАЩютер допомагаi готовити завдання для вiдповiдного рiвня, темпу навчання й стилю кожного учня. КомптАЩютер вiдкриваi новi шляхи в розвитку мислення, надаючи новi можливостi для активного навчання. За допомогою комптАЩютера проведення урокiв, вправ, контрольних i лабораторних робiт, а також облiк успiшностi стаi бiльше ефективним, а величезний потiк iнформацii легкодоступним. Використання комптАЩютера на уроках фiзики також допомагаi реалiзувати принцип особистоi зацiкавленостi учня в засвоiннi матерiалу й багато iнших принципiв розвиваючого навчання.

Однак, на наш погляд, комптАЩютер не може повнiстю замiнити вчителя. Вчитель маi можливiсть зацiкавити учнiв, розбудити в них допитливiсть, завоювати iхню довiру, вона може направити iхню увагу на тi або iншi аспекти дослiджуваного предмета, винагородити iхнi зусилля й змусити вчитися. КомптАЩютер нiколи не зможе взяти на себе таку роль учителя.

Необхiдно вiдзначити важливiсть використання програм моделювання, якi включають учня в свiт науки й технiки, недоступний йому на шкiльнiй лавi; наприклад, дозволяють ВлпобачитиВ» процеси всерединi атома й атомного ядра, посадки космiчний кораблiв на Мiсяць або Венеру, хiд променiв в лiнзах, наочно у виглядi iмiтацiйних моделей провести тi або iншi навчальнi дослiди на екранi дисплея, якщо iхнi матерiально-iнструментальне втiлення за якимись причинами недоступно школi.

Так, наприклад, використання таких програм, як Microsoft Office PowerPoint, вiдкриваi широкi можливостi для творчостi учнiв, для навчання iхньоi дослiдницькоi дiяльностi:

тАв обтАЩiкти на екранi можуть рухатися з рiзними швидкостями й взаiмодiяти один з одним, це даi можливiсть вивчати закони руху й взаiмодii тiл;

тАв дозволяi конструювати обтАЩiкти всiх видiв: вiд будинкiв i технiки до експериментальних установок i моделей тАУ значить вiдкриваiться можливiсть моделювати процес, робити спостереження й вимiри, робити висновки й виявляти закономiрностi;

тАв iнше застосування графiчного методу тАУ побудова графiкiв залежностей фiзичних величин (наприклад, за допомогою Microsoft Office Excel): змiна параметрiв, що вводять, дозволяi краще зрозумiти фiзичну природу, сутнiсть дослiджуваного явища;

тАв графiка вiдiграi важливу роль i при вивченнi дii над векторами: побудова векторiв, знаходження iхнiх проекцiй, розкладання сумарного вектора на складовi вектора й т.д., все це розвиваi в учнiв бiльш усвiдомлене розумiння вектора.

Всi цi методи використання комптАЩютера i традицiйними й спрямованими на пiдвищення ефективностi навчання фiзицi всiх учнiв класу. Широкий дiапазон використання комптАЩютера й у позакласнiй роботi: вiн сприяi розвитку пiзнавального iнтересу до предмета, розширюi можливiсть самостiйного творчого пошуку найбiльш захопленою фiзикою учнiв. Однiii з форм використання комптАЩютера в позакласнiй роботi i складання навчальних програм самими учнями [51]. При цьому учнi не тiльки поглиблюють i розширюють знання по темi, але й активно мислять, залучають для вирiшення проблеми ранiше отриманi знання, проводять синтез, аналiз, узагальнення й висновки, що сприяють всебiчному самостiйному розгляду поставленого завдання. Складання програми стимулюi розумову активнiсть, розвиваi творчi здiбностi учнiв, сприяi емоцiйному задоволенню й самоствердженню.

Розвиток нових iнформацiйних технологiй i пiдключення школи до електронноi мережi Internet вiдкрило велике поле дiяльностi вчителю й учням. Робота в цьому напрямку так само здiйснюiться рiзними способами й всi вони спрямованi на одне: розкриття й розвиток творчого потенцiалу тих, яких навчають.

В останнi роки користуiться популярнiстю комптАЩютерна телекомунiкацiйна вiкторина. Вона являi собою змагально-групову питально-вiдповiдну гру з використанням електронноi пошти для звтАЩязку мiж групами учнiв з рiзних шкiл i мiст. Використання такоi вiкторини у викладаннi фiзики сприяi:

тАв розвитку iнтересу до дослiджуваного предмета за допомогою комптАЩютерноi електронноi пошти;

тАв стимулюванню активностi й самостiйностi учнiв при пiдготовцi питань, у роботi з лiтературою, позакласнiй роботi;

тАв формуванню навичок колективноi роботи пiд час обговорення вiдповiдей на питання суперникiв, удосконалюванню етики спiлкування й правопису учнiв;

тАв забезпечуi обтАЩiктивний контроль глибини й широти знань, якiсть засвоiння матерiалу учнями.

Учасники турнiру мають гарну можливiсть виявити своi творчi здiбностi, тому що завдання, пропонованi iм, носять дослiдницький характер. Однак, необхiдно пiдкреслити, що змагальна сторона телекомунiкацiйноi вiкторини маi другорядне, допомiжне значення, лише як засiб мотивацii учнiв.

Ще одна форма нових iнформацiйних технологiй тАУ вiдкриття дистанцiйного консультацiйного пункту по фiзицi даi можливiсть учням всiх вiкiв i всiх рiвнiв освiченостi одержати вiдповiдi на будь-якi iхнi питання, що цiкавлять. Використання можливостей цього пункту значно розширюi кругозiр, допомагаi позбутися вiд скутостi в спiлкуваннi, замкнутостi, розвиваi комунiкативнi здатностi.

Таким чином, всебiчне використання можливостей обчислювальноi технiки на уроках фiзики дозволяi пiдвищити ефективнiсть навчання, полiпшити контроль i оцiнку знань учнiв, звiльнити бiльше часу для надання допомоги учням. КомптАЩютер дав можливiсть зробити уроки бiльш цiкавими, захоплюючим й сучасним.

РЖнформацiйна технологiя в навчально-виховному процесi це поiднання традицiйних технологiй навчання i технологii iнформатики. За проведеними дослiдженнями й оцiнками експертiв у областi комптАЩютерного навчання, використання iнформацiйних технологiй у навчально-виховному процесi фiзики може пiдвищити ефективнiсть практичних i лабораторних робiт до 30%, а обтАЩiктивнiсть контролю знань учнiв тАУ на 20тАУ25% [25, 53].

Впроваджувати НРЖТ у навчально-виховний процес слiд поступово, оскiльки потрiбнi значнi кошти на оснащення навчальних закладiв апаратними засобами i на розробку й адаптацiю педагогiчних програмних засобiв (ППЗ). Процес такого впровадження вимагаi невiдкладного розвтАЩязування низки завдань, без чого ефективнiсть використання НРЖТ буде дуже низькою. У першу чергу треба:

1) вiдiбрати iснуючi i створити новi ППЗ, якi вiдповiдали б вимогам шкiльноi програми з фiзики, а також загальним технологiчним, ергономiчним, психолого-педагогiчним вимогам до програмного забезпечення навчального призначення;

2) розробити апаратний комплекс технiчних засобiв навчання, якi задовольняли б дидактико-психологiчнi вимоги комплексного використання ППЗ, вiдеозасобiв дидактичного призначення;

3) розробити цiлiсну методику комплексного використання комптАЩютерноi та вiдеотехнiки в навчально-виховному процесi, яка включала б рiзнi типи ППЗ тАУ комптАЩютернi моделi явищ, задачi, тести, лабораторнi роботи;

4) розробити вiдеоматерiали (вiдеофiльми) з використанням технологiй iнформатики.

Розглянемо докладнiше цi завдання. РД рiзнi пiдходи до класифiкацii ППЗ, наприклад за основною дидактичною метою, за характером iх використання на уроках рiзних типiв. Зауважимо, що реальнi ППЗ часто поiднують рiзнi навчальнi функцii (iнформацiйну, контролюючу, демонстрацiйну тощо).

За характером використання на уроках рiзних типiв розрiзняють такi ППЗ: адаптивнi, демонстрацiйнi програми; комптАЩютернi моделi; лабораторнi роботи; тренажери для розвтАЩязування задач; контролюючi програми.

Адаптивнi навчальнi програми тАУ це ППЗ, за допомогою яких можна змiнювати способи викладу навчального матерiалу залежно вiд пiзнавальних можливостей учнiв.

Структура, форма викладу матерiалу, кiлькiсть i змiст завдань, крок програми, способи контролю, тип тестових завдань в адаптивнiй навчальнiй програмi змiнюються залежно вiд результатiв поточного тестування знань i умiнь учнiв (адаптацiя за пiзнавальними можливостями учня), вiд часу, затраченого на виконання контрольних завдань (адаптацiя за часом), вiд змiсту i характеру помилок, припущених учнем (адаптацiя за помилками).

Реалiзацiя адаптивних навчальних програм з курсу фiзики забезпечуi вищий ступiнь iндивiдуалiзацii порiвняно з традицiйною груповою формою навчання, повне використання пiзнавальних можливостей кожного учня [8]. Програми цього виду можуть застосовуватися для додаткового ознайомлення учнiв з навчальним матерiалом, для формуванняосновних понять, первинного i пiдсумкового закрiплення й повторення навчального матерiалу, вiдпрацювання основних умiнь i навичок, а також для самоконтролю та контролю знань. Крiм того, вони мають кiлька режимiв роботи, наприклад навчання, тренування, закрiплення, контроль знань, тематичний залiк.

Демонстрацiйнi програми це ППЗ, призначенi для вiдтворення вiдеозапису фiзичних явищ i дослiдiв або iх iмiтацii. Вони використовуються для повторення навчального матерiалу у випадках, коли дослiд не можна вiдтворити через недостачу приладiв або з якихось iнших причин, а також для демонстрування явищ, тривалiсть яких значно перевищуi вiдведений на це час. Демонстрацiйнi програми вiдтворюють реальнi процеси, цифрова форма iх запису даi змогу акцентувати увагу учнiв на найактуальнiших ii елементах.

КомптАЩютернi моделi тАУ це ППЗ, призначенi для iмiтацii фiзичних дослiдiв, явищ, процесiв шляхом побудови (засобами математичного моделювання) iх iдеалiзованих моделей. КомптАЩютернi моделi легко вписуються в традицiйний урок, дають змогу вчителю моделювати явища, створювати абстрактнi моделi, якi в процесi вивчення курсу фiзики описувалися словесно. КомптАЩютернi моделi i ефективним засобом пiзнавальноi дiяльностi учнiв, що вiдкриваi перед учителем фiзики широкi можливостi з удосконалення навчально-виховного процесу. КомптАЩютернi моделi використовуються на уроках фiзики пiд час вивчення властивостей iдеальних моделей (iдеальний газ, електричне поле, електронний газ тощо), моделювання класичних дослiдiв з фiзики (дослiди Йоффе тАУ Мiллiкена, Перрена, Кулона, Мандельштама, Папалексi); моделювання явищ, якi не можна вiдтворити засобами шкiльного фiзичного кабiнету (ядерний магнiтний резонанс, стан критичноi маси речовини); демонстрування принципу дii машин, приладiв i установок (водяний насос, шлюз, паровi машина i турбiна, коливальний контур, маятник, електровакуумнi та напiвпровiдниковi прилади, плазмотрон, циклотрон, ядерний реактор тощо), закрiплення навичок фiзичних вимiрювань (визначення цiни подiлки приладiв, маси мiкрочастинок тощо).

Лабораторнi роботи це ППЗ, якi i iмiтацiйними моделями дослiдження певних фiзичних явищ засобами комптАЩютерного моделювання [62].

Лабораторнi роботи вiдрiзняються вiд комптАЩютерних моделей явищ тим, що крiм моделi демонстрацiйноi установки вони мiстять додатковi блоки, а саме: блок зберiгання результатiв експериментальних дослiджень, пiдпрограми побудови графiкiв залежностi фiзичних величин, блок обробки результатiв експериментальних дослiджень, а також електронний журнал, до якого автоматично заносяться результати дiяльностi учня.

Тренажери для розвтАЩязування задач сприяють формуванню в учнiв умiнь i навичок розвтАЩязувати фiзичнi задачi. Змiст цих програмних засобiв становлять задачi, згрупованi вiдповiдно до рiвня складностi. Вони мiстять також пiдказки системи (радники), довiдковi матерiали. Вiдповiдi до задач можуть вводитись як у числовому, так i в загальному виглядi, причому в останньому випадку учень вводить формули в комптАЩютер за допомогою клавiатури, а програма розпiзнаi вiдповiдi незалежно вiд способу iх написання.

Контролюючi ППЗ виконують функцii поточного i пiдсумкового контролю знань, умiнь учнiв, набутих у процесi навчання. Часто це тестовi завдання з вибором вiдповiдi. Цi програми дають змогу оперативно оцiнити й проаналiзувати знання великих груп учнiв. Деякi програми ведуть статистичну обробку вiдповiдей учнiв, що даi вчителю пiдстави зробити висновок про якiсть вивчення того чи iншого роздiлу програми. Значноi актуальностi набувають програми тематичного контролю знань.

В Украiнi вiдомi й поширенi педагогiчнi програмнi продукти фiрми ВлФизиконВ» пiд загальною назвою ВлОткрытая физикаВ» та iллюстративно-демонстрацiйний комплекс ВлФизика в картинкахВ», розробленi Бiлоруським державним унiверситетом ВлАктивная физикаВ». Програмнi продукти вiдповiдно сертифiкованi Мiнiстерствами освiти Росii та Бiлорусii.

В Украiнi процес розробки ППЗ перебуваi на стадii становлення. На нашу думку, iнтенсифiкувати процес можна залученням бюджетних асигнувань на iх розробку; розробкою i затвердженням державного стандарту Украiни на ППЗ; створенням центру сертифiкацii для доведення iснуючих ППЗ до рiвня вимог державного стандарту, органiзацiiю фонду ППЗ для iх популяризацii, тиражування й розповсюдження.

Досвiд використання комптАЩютерноi технiки в навчальних закладах за рубежем показуi доцiльнiсть такого пiдходу. Так, у школах США, Великобританii ефективно використовуються на уроках природничо-математичного циклу лабораторнi пристроi типу ВлВеlаВ», що зтАЩiднуються з комптАЩютером i дають змогу проводити комплексну обробку результатiв експерименту.

Такi системи знайшли широке використання в промисловостi, наукових дослiдженнях. Використання ВОК у школi сприяi формуванню в учнiв уявлень про використання НРЖТ у галузi управлiння процесами в промисловостi.

Впровадження технологiй iнформатики в навчально-виховний процес фiзики даi змогу модернiзувати змiст i спосiб запису iнформацii фонду i традицiйних дидактичних засобiв (плакати, слайди, кiнофiльми). Маiться на увазi перезапис iнформацii, яку несуть цi дидактичнi засоби, на сучаснi носii iнформацii тАУ вiдеокасети, лазернi диски з внесенням вiдповiдних змiн до змiсту цих засобiв, що уможливлюi використання методичних досягнень попереднiх рокiв.

Досвiд упровадження електронно-обчислювальноi технiки у навчальний процес показав доцiльнiсть такого пiдходу, коли разом з комплектами навчально-обчислювальноi технiки, розмiщеними в кабiнетi iнформатики, використовуються автономнi ЕОМ, що розмiщенi безпосередньо в навчальному кабiнетi. Такий пiдхiд сприяi рацiональнiшому використанню ресурсiв електронно-обчислювальноi технiки [6].

Комплекти навчально-обчислювальноi технiки використовуються для пiдтримки iндивiдуальних форм навчання: розвтАЩязування задач, виконання лабораторних робiт, тематичного контролю знань, позакласноi роботи. Поряд з цим автономнi ЕОМ використовуються для пiдтримки групових форм дiяльностi в кабiнетi фiзики. Так, у кабiнетi фiзики автономний комптАЩютер виконуi функцii iнформацiйного технiчного засобу навчання, вимiрювального iнструменту, допомiжного пристрою обробки результатiв експерименту, джерела поточного контролю засвоiння знань. Дослiдження в областi використання технiчних засобiв навчання нового поколiння, проведенi В. Прудським (СловтАЩянський педагогiчний унiверситет), А.М. Сiльвейстром (Вiнницький педагогiчний унiверситет), довели доцiльнiсть використання в кабiнетi фiзики комптАЩютерно-телевiзiйних комплексiв.

Один iз американських дослiдникiв П. Нортон вiдзначаi, що природа засобiв передачi iнформацii (усна мова, книги, кiно, радiо, телебачення, ЕОМ) цiлком певним чином впливаi на формування i розвиток психiчних структур людини, в тому числi мислення. Так, друкований текст, який був протягом вiкiв основним джерелом iнформацii, будуiться на принципах абстрагування змiсту вiд дiйсностi i в бiльшостi мов органiзуiться фраза за фразою в порядку читання злiва направо, що формуi способи мислення за структурою, дещо схожi до структури друкованого тексту, якiй притаманнi такi особливостi, як лiнiйнiсть, послiдовнiсть, аналiтичнiсть, предметнiсть, iiрархiчнiсть, рацiональнiсть.

Електронне середовище ще в бiльшiй мiрi спроможне формувати такi характеристики, як схильнiсть до експериментування, гнучкiсть, звтАЩязнiсть, структурнiсть. Цi характеристики сприяють створенню умов творчого навчального пiзнання. Створюються можливостi сприймати по-новому факти, якi здаються очевидними, знаходити засоби поiднання далеких, на перший погляд, речей, встановлювати оригiнальнi звтАЩязки мiж новою i старою iнформацiiю.

Умови, якi створюються за допомогою комптАЩютера, повиннi сприяти формуванню мислення тих, хто навчаiться, орiiнтувати iх на пошук системних звтАЩязкiв i закономiрностей. КомптАЩютер, як пiдкреслюi П. Нортон, i потужним засобом надання допомоги в розумiннi багатьох явищ i закономiрностей, проте потрiбно памтАЩятати, що вiн неминуче поневолюi розум, який розпоряджаiться лише набором завчених фактiв i навичок.

Дiйсно ефективним можна вважати лише таке комптАЩютерне навчання, при якому забезпечуються можливостi для формування мислення студентiв або учнiв. При цьому потрiбно ще дослiджувати закономiрностi самого комптАЩютерного мислення. Ясно тiльки те, що мислення, яке формуiться i дii за допомогою такого засобу, як комптАЩютер, дещо вiдрiзняiться вiд мислення за допомогою, наприклад, звичного друкованого тексту або просто технiчного засобу.

1.2 КомптАЩютеризацiя навчального процесу

В наш час у сферi освiти спостерiгаiться швидкий перехiд до використання нових технологiй тАУ комптАЩютерiв, мультимедiйних компакт-дискiв та iнформацiйних мереж, що спричиняi змiну методiв i форм органiзацii навчання. КомптАЩютери стають звичним атрибутом кожноi школи, i вчителi намагаються вiднайти такi способи iх застосування, якi дозволяють iстотно пiдвищити якiсть засвоiння матерiалу i розвиток мислення учнiв.

РЖдея застосування комптАЩютера в навчальному процесi виникла у звтАЩязку з реалiзацiiю програмованого навчання. Спочатку комптАЩютер розглядався як бiльш досконалий порiвняно з iншими навчальними машинами засiб програмованого навчання. Згодом стало очевидним, що його застосування приводить до якiсних змiн у змiстi, методах i формах навчання, дозволяi створювати нове навчальне середовище. Окремi методисти стверджували навiть, що комптАЩютер зможе замiнити вчителя. Сьогоднi питання ставиться iнакше: коли, де i як доцiльнiше використовувати комптАЩютер? На змiну альтернативi Влщо краще тАУ вчитель чи комптАЩютерВ», прийшла iнша: Влвчитель або вчитель i комптАЩютерВ».

Ще недавно вважали, що сфера застосування комптАЩютера обмежена переважно предметами фiзико-математичного та природничо-наукових циклiв. При вивченнi гуманiтарних дисциплiн його використовували лише як засiб унаочнення i як довiдник. У мiру зростання можливостей комптАЩютера, розробки нових навчаючих програм сфера його застосування значно розширилася. Доведено, що комптАЩютер тАУ це унiверсальний засiб навчання, який з успiхом можна використати при вивченнi будь-яких навчальних предметiв, у тому числi й гуманiтарних. З його допомогою можна не лише формувати в учнiв репродуктивнi знання i умiння, але й розвивати iхню креативнiсть, винахiдливiсть, творчi здiбностi. За допомогою комптАЩютера учнi можуть складати i редагувати власнi твори, малювати, писати музику.

Новi можливостi для навчання вiдкривають мультимедiйнi технологii, якi дозволяють створювати електроннi книги, енциклопедii, фiльми, бази даних тощо. РЗх особливiстю i обтАЩiднання текстовоi, графiчноi, аудiо тАУ та вiдеоiнформацii, анiмацii. З використанням мультимедiйних компакт-дискiв поняття, що ранiше здавалися абстрактними, стають конкретними або, принаймнi, достатньо наочними. Програмне забезпечення мультимедiйних комптАЩютерiв дозволяi дiтям бачити текст, чути стереофонiчне звучання i переглядати картинки та вiдеосюжети. Один компакт-диск, наприклад, може мiстити цiлу енциклопедiю, в якiй i не тiльки текст про динозаврiв iз вiдповiдними iлюстрацiями, а й показано, як вони рухалися, iмiтуiться iхнiй голос. Дiтям, що не вмiють читати, комптАЩютер може розповiсти про динозаврiв людським голосом. Лiтература, iсторiя i мистецтво оживають на екранi монiтора.

Технологii мультимедiа дають можливiсть учням, не виходячи з класу, бути присутнiми на лекцiях видатних учених, педагогiв, стати свiдками iсторичних подiй минулого i сучасностi, вiдвiдати знаменитi музеi та культурнi центри свiту, вiддаленi та дивовижнi мiсця планети. КомптАЩютернi навчальнi програми дозволяють iстотно пiдвищити рiвень наочностi викладання складного матерiалу. За допомогою комптАЩютерного моделювання можна вивчати процеси i явища у мiкро тАУ та макросвiтi, всерединi складних технiчних i бiологiчних систем, розглядати у зручному темпi рiзноманiтнi фiзичнi, хiмiчнi, бiологiчнi та соцiальнi процеси, що реально вiдбуваються з дуже великою або дуже малою швидкiстю. Наприклад, комптАЩютерне моделювання даi можливiсть наочно зобразити сутнiсть таких явищ, як тиск газу чи скорочення серцевого мтАЩяза.

Навчальнi програми iнтерактивнi тАУ вони пiдтримують дiалог учня з комптАЩютером. Учень задаi вихiднi параметри експерименту, контролюi перебiг процесу, змiнюi параметри, робить висновки щодо результатiв, звiряi iх iз правильними, шукаi помилки. Загалом, моделюiться хiд реального наукового експерименту. Така органiзацiя навчання спонукаi школяра до роздумiв i формулювання самостiйних висновкiв, розвиваi уяву i мислення.

Загалом комптАЩютер маi значнi резерви пiдвищення ефективностi навчання; його плюси:

В· новизна роботи з комптАЩютером викликаi в учнiв iнтерес, посилюi мотивацiю учiння;

В· колiр, графiка, мультиплiкацiя, музика, вiдео значно розширюють можливостi викладання навчального матерiалу;

В· контакт з комптАЩютером стимулюi рефлексiю, аналiз учнями своii дiяльностi завдяки тому, що вони одержують наочне зображення ii наслiдкiв;

В· зтАЩявляiться можливiсть залучати учнiв до дослiдницькоi роботи;

В· учнi звiльняються вiд рутинноi роботи (наприклад, обчислень), полегшуiться внесення виправлень до складених текстiв;

В· вiдкриваiться доступ до баз даних та iнформацiйних фондiв, що дозволяi швидко одержувати потрiбну iнформацiю;

В· забезпечуiться iндивiдуалiзацiя навчання (комптАЩютери можуть успiшно виконувати функцiю особистих репетиторiв для учнiв, що прискорюi i робить ефективнiшим навчання);

В· комптАЩютери розширюють можливостi програмованого навчання: дозволяють викладати матерiал у певнiй послiдовностi, регулювати його обсяг i складнiсть вiдповiдно до iндивiдуальних можливостей учня, забезпечують поточний зворотний звтАЩязок;

В· розвиток комптАЩютерноi технiки та мережi РЖнтернет розширюi можливостi дистанцiйного навчання;

В· використання комптАЩютера дозволяi пiдвищити обтАЩiктивнiсть оцiнювання знань учнiв.

Серцевиною комптАЩютерноi системи навчання i навчаюча програма, яка керуi пiзнавальною дiяльнiстю учня, виконуючи певнi функцii вчителя. У нiй розрiзняють навчальний матерiал (тексти, малюнки, схеми, задачi, запитання, пiдказування, реплiки тощо) i спецiальну програму, що визначаi, як i в якiй послiдовностi подаiться матерiал учневi.

Розрiзняють такi основнi види комптАЩютерних навчаючих програм:

КомптАЩютерний пiдручник тАУ програмно-методичний комплекс, який дозволяi самостiйно засвоiти навчальний курс або його роздiл (як правило, поiднуi в собi якостi пiдручника, довiдника, задачника та лабораторного практикуму);

контролюючi програми тАУ програмнi засоби, призначенi для перевiрки та оцiнювання знань, умiнь i навичок;

тренажери тАУ слугують для формування та закрiплення рiзного роду навичок (як правило, мiстять засоби для перевiрки досягнутих результатiв i можливостi для регулювання вправ, iх швидкостi, iнтенсивностi, складностi тощо);

iгровi програми тАУ стимулюють пiзнавальну активнiсть учнiв, сприяють розвитку iхньоi уваги, кмiтливостi, памтАЩятi;

предметно-орiiнтованi середовища тАУ програми, якi моделюють мiкро тАУ та макросвiти, обтАЩiкти певного середовища, звтАЩязки мiж ними, iхнi властивостi. Завдяки таким програмам учнi можуть проводити експерименти, дослiдження. Наприклад, програма ВлЛабораторiя АрхiмедВ»: на екранi комптАЩютера видно стiл, предмети, з яких можна зiбрати хiмiчну установку для проведення дослiдiв. Учень за допомогою мишi вибираi потрiбнi реактиви, i, якщо вибiр зроблений правильно, зтАЩявляiться ролик, який демонструi хiд реакцii. Таке моделювання пiдвищуi наочнiсть навчання, а вивчення процесiв у iх динамiцi сприяi глибшому засвоiнню матерiалу.

Як свiдчить досвiд, використання комптАЩютера у навчаннi не зменшуi, а збiльшуi необхiднiсть допомоги учням з боку вчителя. Однак змiст його дiяльностi при цьому змiнюiться. Основним стаi не передача знань учням, а органiзацiя iх самостiйноi пiзнавальноi активностi. У звтАЩязку з цим дiяльнiсть вчителя в умовах комптАЩютеризованого навчання набуваi нових функцiй: здiйснення оперативного керування iндивiдуальною дiяльнiстю всiх учнiв класу; своiчасна оцiнка труднощiв кожного учня при розвтАЩязаннi пiзнавальних задач i надання iм необхiдноi допомоги; врахування специфiчного характеру помилок, що iх допускають учнi.

КомптАЩютер не може замiнити вчителя, бiльше того, вiн стаi ефективним засобом навчання лише тодi, коли вчитель вмiло керуi взаiмодiiю учня з ним. Водночас деякi методисти висловлюють припущення, що в школi майбутнього вчителi й пiдручники будуть вiдiгравати далеко не головну роль. Замiсть них звичними стануть мультимедiйнi монiтори, широка комптАЩютерна мережа i багатоканальнi системи звтАЩязку. Завдяки розвитку iнформацiйних мереж, учнi зможуть стати свiдками або навiть у мiру можливостей учасниками розвтАЩязання актуальних природничих i соцiальних проблем.

Варто вiдзначити, що фiзика вносить вирiшальний вклад у створення сучасноi обчислювальноi технiки, вона i матерiальною основою iнформатики. Сучасна фiзика вiдкриваi новi перспективи для подальшоi мiнiатюризацii, збiльшення швидкодii i надiйностi обчислювальних машин. Застосування комптАЩютерiв даi також можливiсть бiльш ефективно викладати навчальний матерiал, допомагаi в проведеннi дослiдiв i т.д. Наступнiсть у фiзицi з iнформатикою проявляiться, зокрема, в тому, що учнi в 9-му класi ще не в повнiй мiрi володiють навиками користування комптАЩютером i ми надаiмо iм можливiсть на прикладi фiзичних задач здобути навички як з фiзики, так i iнформатики. В 11-х класах дiти вже вмiють користуватись комптАЩютером i за допомогою комптАЩютерних моделей фiзичних явищ тощо, вони здатнi самостiйно здобувати знання з фiзики.

КомптАЩютерне моделювання уже давно стало предметом дослiджень як фундаментальноi науки, так i вищоi школи. Воно передбачаi детальний аналiз фiзичного явища чи процесу, побудову фiзичноi моделi (абстрагування вiд несуттiвих впливiв, вибiр законiв, якi описують вiдповiднi процеси), створення математичноi моделi, реалiзацii ii засобами iнформацiйних технологiй, проведення вiдповiдних розрахункiв на ПК та аналiз отриманих результатiв [20].

Важливим аспектом реалiзацii комптАЩютерних моделей i отримання вихiдноi iнформацii у графiчнiй формi. Особливостi людськоi психiки i фiзiологii дозволяють швидко аналiзувати, миттiво асоцiювати з накопиченим досвiдом i розпiзнавати графiчнi образи на вiдмiну вiд сухого набору формул i цифр. До того ж вмiння аналiзувати графiчнi залежностi мiж рiзними величинами тАУ це не лише необхiдний елемент фiзичноi освiти, а й важливий чинник загального розвитку школяра та професiйного становлення у будь-якiй галузi.

Перша проблема, яку потрiбно вирiшити, впроваджуючи елементи комптАЩютерного моделювання при вивченнi фiзики тАУ вибiр iнструментальних засобiв його реалiзацii. У час зародження сучасних iнформацiйних технологiй iдиним способом було використання мов програмування високого рiвня. За останнi десятирiччя опублiковано немало книг

Вместе с этим смотрят:

WEB-дизайн: Flash технологии

РЖiрархiчна структура управлiння фiзичною культурою i спортом в Хмельницькiй областi у м. КамтАЩянець-Подiльському

РЖгрова дiяльнiсть в групi продовженого дня

РЖнновацiйнi методи навчання на уроках зарубiжноi лiтератури

РЖнтенсифiкацiя навчального процесу у вищiй школi