Психолого-педагогiчнi аспекти комптАЩютерного моделювання при вивченнi роздiлу "Геометричноi оптики"

Дипломна робота

на тему:

"Психолого-педагогiчнi аспекти комптАЩютерного моделювання при вивченнi роздiлу "Геометричноi оптики"

Змiст

Вступ

1. РЖсторико-методологiчнi аспекти дослiдження

1.1 Технологii комптАЩютерного моделювання як рiзновид НРЖТ

1.2 Сучасний пiдхiд для розвтАЩязання проблеми наочностi при вивченнi фiзики

1.3 Психолого-педагогiчнi умови впровадження в навчальний процес комптАЩютерного моделювання

2. Методологiчнi аспекти поiднання традицiйних та НРЖТН при формуваннi понять геометричноi оптики

2.1 Проблеми вивчення геометричноi оптики в сучасному шкiльному курсi фiзики

2.2 Органiзацiя навчального процесу при поiднаннi традицiйних та НРЖТН

2.3 Органiзацiя та проведення педагогiчного експерименту (Методика викладання геометричноi оптики за допомогою комптАЩютера)

Висновки

Лiтература

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 здатностями, рисами, схильностями й iнтересами, вимагаi розробки нових методiв, засобiв i органiзацiйних форм навчання. У наявностi протирiччя мiж новими цiлями навчання й традицiйних технологiй навчання фiзицi, звiдки випливаi проблема створення нових технологiй навчання фiзицi, що дозволяють реалiзувати iдею особистiсно-орiiнтованоi освiти.

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

У результатi комп'ютер виявляiться в курсi фiзики в ролi й засобу навчання, i предмета вивчення.

Як засiб навчання комп'ютер 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 комп'ютер використовуiться у двох напрямках: у зв'язку з вивченням методiв дослiдження в сучасному природознавствi й у зв'язку з вивченням фiзичних законiв i явищ.

Зокрема, в учнiв варто створити уявлення про те, що основними напрямками використання комп'ютера у фiзицi-науцi i комп'ютерне моделювання фiзичних явищ i робота комп'ютера 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 некомп'ютеризованiй установцi, автоматизуi керування експериментом. Крiм того, комп'ютер використаiться для обробки експериментальних даних, зберiгання й швидкого пошуку величезних масивiв iнформацii, як засiб комунiкацii. Використання персонального комп'ютера на уроках i в позаурочний час дозволяi познайомити учнiв з усiма цими напрямками.

Основними педагогiчними цiлями використання комп'ютерних технологiй у навчаннi фiзицi i наступнi:

1.Розвиток творчого потенцiалу учня, його здыбностей 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 комп'ютерних технологiй).

Соцiально-психологiчною характеристикою стилю навчання в умовах функцiонування комп'ютерних 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.

Використання дозволяi органiзувати самостiйну пiзнавальну роботу учнiв по вивченню явищ навколишнього середовища. Можливi рiзнi варiанти органiзацii роботи учнiв: виконання дослiдження пiд керiвництвом i по iнструкцii вчителя; можна запропонувати учням самостiйно висувати гiпотези, а дослiдження проводити за планом, запропонованому учителем. Можливий варiант, при якому учны самi складають план дослiдження, виконують його й роблять висновки. У цьому випадку репродуктивний метод навчання замiняiться самостiйним придбанням знань на основi здiйснення експериментально-дослiдницькоi дiяльностi, що приводить учня, (при вiдповiднiй методицi) до самостiйного вiдкриття дослiджуваноi закономiрностi.

Таким чином, процес повiдомлення готових знань i iхня експериментальна перевiрка (розвиток компонентiв репродуктивного й продуктивного типiв мислення) у традицiйнiй методицi замiняються експериментально-дослiдницькою дiяльнiстю, що забезпечуi самостiйне вiдкриття тим, яких навчають, закономiрностi або властивостi дослiджуваних об'iктiв (розвиток компонентiв теоретичного типу мислення).

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 квантовоi фiзики засобами комптАЩютерного моделювання з урахуванням психолого-педагогiчних особливостей учня, його темпера метру та базовоi пiдготовки, i актуальним питанням методики викладання фiзики.

Метою даноi дипломноi роботи i розробка системи урокiв вивчення геометричноi оптики використовуючи засоби комптАЩютерного моделювання, обТСрунтування необхiдностi використання комптАЩютерних моделей при вивченнi фiзики.

Об'iкт дослiдження: Впровадження в навчальний процес фiзики урокiв з використанням засобiв комптАЩютерного моделювання.

Предмет дослiдження: 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. розробка методичних рекомендацiй, щодо використання комптАЩютерного моделювання.

4. Розробка системи урокiв з використанням комптАЩютерного моделювання пiд час вивчення геометричноi оптики в школi.

1. РЖсторико-методологiчнi аспекти дослiдження

1.1 Технологii комптАЩютерного моделювання як рiзновид НРЖТ

Оскiльки новi iнформацiйнi технологii навчання (НРЖТН) включають унiверсальнi засоби опрацювання iнформацii, то вiдкриваються перспективи широкоi диференцiацii навчання, розкриття творчого потенцiалу, пiзнавальних здiбностей кожного окремого учасника навчального процесу. За рахунок наявностi в складi НРЖТН наперед розроблених засобiв автоматизацii рутинних, технiчних операцiй, виконання яких необхiдне пiд час дослiдження рiзноманiтних процесiв i явиш, можна значно зменшити навчальне навантаження, надати навчальнiй дiяльностi творчого, дослiдного характеру, що природно приваблюi учня, результати якоi приносять задоволення, стимулюють пiзнавальну активнiсть.

Аналiз застосовностi педагогiчного програмного забезпечення (ППЗ) або програмного засобу загального призначення в навчальному процесi потребуi аналiзу ППЗ як з погляду дидактичних, психолого-педагогiчних вимог, так i реалiзованостi даного ППЗ на наявному апаратному забезпеченнi. У бiльшостi випадкiв постаi проблема встановлення програмного засобу на наявному апаратному забезпеченнi та його конфiгурування для ефективного вирiшення навчальноi задачi [6].

Сформульованi ранiше для шкiльних фiзичних демонстрацiй вимоги з певним застереженням можуть бути перенесенi на засоби НРЖТ, що використовуються для пiдтримки навчання фiзики. Характерними вiдмiнностями, якi притаманнi засобам НРЖТ, i:

а) iнтерактивнiсть, пiд якою для навчального процесу розумiють доступнiсть моделi фiзичного явища для безпосередньоi корекцii вхiдних даних та параметрiв моделi;

б) адаптивнiсть, тобто можливiсть змiни (у певних межах) темпу навчання, способiв подання навчального матерiалу, реакцii ППЗ на вiдповiдi учня тощо, причому здiйснювану без участi вчителя або за мiнiмальноi особистоi участi вчителя;

в) можливiсть гiпертекстовоi побудови структури навчального матерiалу (текстового i графiчного, включаючи засоби мультиплiкацii, когнiтивноi графiки).

На лабораторних роботах з фiзики зручно використовувати програми, якi дають змогу автоматизувати проведення фiзичного експерименту: iнформацiя вiд фiзичних приладiв надходить не до людини, яка ii обробляi (можливо iз застосуванням ЕОМ), а вiдразу до комп'ютера, який практично миттiво обчислюi, будуi графiки i т. iн.

Використання датчикiв i пристроiв для вимiрювання фiзичних величин i пристроiв, що забезпечують введення i виведення аналогових i дискретних сигналiв (приладового iнтерфейсу), лаi змогу вiзуалiзувати на екранi ЕОМ рiзнi фiзичнi закономiрностi у виглядi моделей, графiкiв, дiаграм, якi динамiчно змiнюються залежно вiд змiни вхiдних параметрiв.

При цьому НРЖТН дають змогу провести десятки експериментiв за порiвняно невеликий промiжок часу при швидкому зворотному зв'язку i вiзуалiзацii результатiв експериментiв.

Бiльшiсть авторiв ще 5тАУ 6 рокiв тому передбачали, що зростання ВлдружностiВ» засобiв iнформатики суттiво зменшить вимоги до пiдготовленостi користувача для предметного, галузевого використання програмних засобiв як спецiалiзованих, так i загального призначення.

Нинi уже стаi зрозумiлим, що дана проблема у рядi випадкiв не розв'язуiться так, як передбачалося, а саме шляхом ускладнення програмно-апаратного забезпечення i спрощення доступу користувача до нього i використання його можливостей.

Протирiччя, яке виникло мiж зростаючими можливостями засобiв опрацювання iнформацii i психофiзiологiчними обмеженнями каналу взаiмодii людини з програмно-апаратними засобами, спричинило появу та поширення засобiв Multimedia, поняття Влвiртуальна реальнiстьВ». Водночас виникло протирiччя мiж доступнiстю результатiв опрацювання iнформацii та все зростаючою прихованiстю самого процесу опрацювання iнформацii. При створеннi НРЖТН фiзики прихованiсть опрацювання iнформацii, на нашу думку, не завжди бажана, оскiльки на певних етапах одним з обов'язкових результатiв навчання i формування умiнь i навичок проведення фiзичних вимiрювань, а не лише опрацювання iх результатiв [2].

Необхiдно зазначити, що учнi середнiх шкiл, а особливо учнi шкiл гуманiтарних, не володiють необхiдними навичками мислення для глибокого розумiння явищ, процесiв, якi описано в цих роздiлах. У таких випадках на допомогу приходять сучаснi засоби навчання, i в першу чергу тАУ ПК. Такi уроки викликають в учнiв справжнiй iнтерес, змушують працювати всiх, навiть слабко пiдготовлених дiтей. Якiсть знань при цьому вiдчутно зростаi.

Багато явищ в умовах шкiльного фiзичного кабiнету не можна продемонструвати. Це наприклад, явища мiкросвiту, або процеси, що швидко вiдбуваються, дослiди з приладами, яких немаi в фiзичному кабiнетi. Дiти вiдчувають труднощi, бо не в змозi уявити цi явища, а комп'ютер може створити моделi явищ; якi допоможуть подолати цю проблему.

Комп'ютерне моделювання даi змогу створити на екранi комп'ютера живу, наочну й динамiчну картинку фiзичного дослiду або явища, яке важко пояснити Влна пальцяхВ», i вiдкриваi для вчителя широкi можливостi для удосконалення урокiв.

Слiд зазначити, що пiд комп'ютерними моделями розумiiмо комп'ютернi програми, якi iмiтують фiзичнi дослiди, явища або iдеалiзованi модельнi ситуацii, що трапляються у фiзичних задачах. Вони легко вписуються у традицiйний урок.

Комп'ютер також пiдвищуi i стимулюi iнтерес до навчання, активiзуi мислительну дiяльнiсть i ефективнiсть засвоiння нового матерiалу, допомагаi учням, якi пропускають заняття через хворобу, сприяi розвитку самостiйностi учнiв.

Комп'ютернi уроки потребують особливоi пiдготовки. Потрiбно чiтко визначити мету, якоi ми хочемо досягти. До таких урокiв треба писати сценарii, продумано ВлвплiтатиВ» справжнiй i вiртуальний експерименти.

Варто пам'ятати, що моделювання рiзних явищ у жодному разi не замiнить справжнiх дослiдiв, а в сукупностi з ними дасть змогу на вищому рiвнi пояснити фiзичнi закономiрностi [4].

Немаi сумнiву, що введення ПК у практику навчання фiзики в школi сприятиме вдосконаленню навчального процесу та iнтелектуальному розвитку учнiв вiдповiдно до потреб часу.

удосконалення навчальноi роботи з учнями, якi лише починають вивчати фiзику, передбачаi формування iхньоi внутрiшньоi готовностi до сприйняття якiсно нового змiсту науки про природу. З перших урокiв фiзики дiти повиннi сприймати iнформацiю, на перший погляд легку i просту для розумiння.

Подiбну iнформацiю вони осмислювали i до вивчення предмета, але тепер iм треба свiй досвiд коригувати, переосмислювати вiдповiдно до нових знань. Це вимагаi певних вольових зусиль i розвинутоi уваги.

Першi уроки фiзики якiсно вiдрiзняються вiд урокiв з предметiв, уже знайомих учням. Ця вiдмiннiсть полягаi в тому, що уроки фiзики насиченi не лише звичайною iнформацiiю, а й експериментами, розв'язуванням розрахункових i якiсних задач, лабораторними i практичними роботами, висуненням гiпотез та iх доведенням, спостереженнями явищ природи з наступним формуванням висновкiв. Крiм того, учнi повиннi запам'ятати символи i вмiти записувати за iх допомогою формули фiзичних величин, розумiти функцiональну залежнiсть величин, вивчити Серед засобiв, що сприяють формуванню в учнiв абстрактного мислення й пiдвищення теоретичного рiвня, видiлимо моделювання. Воно може бути опорою для виконання розумових операцiй та систематизувати одиницi вимiрювання величин, розумiти фiзичний змiст явиш, знаходити табличнi значення фiзичних величин, вмiти аналiзувати iх та iн.

Це далеко неповний перелiк видiв роботи учня на уроцi фiзики. пiзнавальних завдань. Змiст фiзики наповнений об'iктами, якi можна моделювати. Система такоi роботи дасть змогу використати процес моделювання як дидактичний прийом розкриття внутрiшнiх зв'язкiв i вiдношень в явищах природи i виявлення на цiй основi законiв та закономiрностей, що стимулюватиме виховання довiльноi уваги учнiв на уроцi. У процесi виготовлення моделей учнi привчаються вiдповiдальнiше ставитися до працi, а сам процес працi виховуi вольовi якостi учня, такi необхiднi для виховання довiльноi уваги. Особливо важливе значення маi моделювання пiд час вивчення складного теоретичного матерiалу, коли сам процес моделювання включаi пiзнавальнi завдання, стимулюючи пiзнавальну дiяльнiсть учня. На уроцi необхiдно забезпечити органiчне поiднання використання моделей та iнших наочних посiбникiв зi словом учителя.

Отже, використовуючи досвiд учнiв, набутий у результатi виготовлення моделi, i поiднуючи його з iнформацiiю, одержаною на уроцi за допомогою зору, слуху та iнших органiв чуття, ми створили сприятливi умови для уважнiшого вивчення явиш природи в майбутньому. Спостереження показують, що без використання наочностi учнi погано засвоюють подiбнi залежностi. Разом з тим, концентруючи увагу учнiв на одних i тих самих явищах протягом кiлькох урокiв (пiд час вивчення матерiалу, перевiрки знань та iх закрiплення), ми домагаiмося об'iднання в одну систему старих зв'язкiв, якi утворилися в одних учнiв пiд час виготовлення моделей, а в iнших тАУ пiд час використання iх у процесi вивчення теми, з тими новими зв'язками, що утворюються в учнiв при подальшому осмисленнi ними здобутих знань.

Частина учнiв пасивно ставиться до сприйняття навчального матерiалу на уроцi, оскiльки у них немаi звички завжди працювати уважно. Моделювання сприяi якомога частiшому використанню довiльноi уваги учня, бо вiн сам себе змушуi систематично й уважно ставитися до результатiв своii працi, розвиваi самостiйнiсть i творчiсть мислення, створюi емоцiйну обстановку на уроцi [9].

Учень, який вирiшив виготовляти модель, повинен уважно вивчити теоретичний матерiал, видiлити суттiвi моменти теорii, що покладенi в основу конструкцii, розробити власну теоретичну схему виготовлення моделi. Залежно вiд цих чинникiв однi учнi приходять до незадовiльних результатiв, iншi, спрямовуючи свою волю i використовуючи знання та вмiння, перемагають труднощi i впевнено завершують розпочату роботу.

На прикладах конкретних проблем розглянуто весь основний цикл моделювання: аналiз дослiджуваноi проблеми з метою виявлення суттiвих властивостей об'iкту (перебiгу процесу, явища), постановка задачi (формалiзацiя на основi прийняття певних спрощуючих припущень), побудова моделi, складання алгоритму, обчислювальний експеримент, включаючи перевiрку моделi на адекватнiсть, iнтерпретацiя результатiв, вдосконалення моделi. З погляду природи дослiджуваних нами явищ видiляються детермiнованi й стохастичнi моделi; особливостi побудови моделей кожного типу розглядаються та вiдпрацьовуються на конкретних прикладах.

У процесi вивчення роздiлу обговорюються такi специфiчнi питання моделювання, як вибiр придатного типу моделi, дискретизацiя процесiв, що моделюються, використання чисельних методiв, походження похибок обчислень та шляхи iх зменшення. Реалiзовано можливiсть побудови моделей рiзних типiв для вивчення одного й того ж явища та однотипних моделей для вивчення рiзних явищ. Спрощений спочатку опис виучуваного явища в подальшому поглиблюiться. Майже кожна модель маi не менше трьох версiй. При цьому поступово нарощуiться понятiйний апарат i триваi опанування нових методiв роботи (проте кiлькiсть спецiальних понять та термiнiв зведено до мiнiмуму).

Початковi версii усiх моделей, що пропонуються учням, е украй спрощеними. У процесi перевiрки на адекватнiсть результатiв роботи виявляiться iхня майже повна якiсна та кiлькiсна невiдповiднiсть дослiдним фактам. Далi здiйснюiться поступове ускладнення моделi шляхом уведення до розгляду нових суттiвих факторiв, якi в попереднiй версii моделi не бралися до уваги, тобто впливом яких нехтували. У результатi таких дiй модель стаi дедалi все бiльш достовiрною, що й позначаiться на результатах моделювання. При такiй роботi суттiво важливим i дотримання принципу вiдповiдностi: кожна наступна вдосконалена версiя моделi повинна мiстити у собi всi попереднi версii як окремi випадки.

Практична робота з комп'ютерними моделями i зокрема, обчислювальний експеримент iз подальшою графiчною iнтерпретацiiю результатiв потребують вирiшення принципового питання про вибiр середовища для моделювання.

Традицiйно таке питання вирiшуiться на користь мов програмування високого рiвня, що вимагаi з боку учнiв значних зусиль, спрямованих на створення зручного користувального iнтерфейсу, i тим самим помiтно вiдволiкаi вiд безпосередньоi роботи з моделлю. На основi докладного аналiзу зазначеноi методичноi трудностi нами була висунута гiпотеза про те, що на початковому етапi (пiд час роботи з детермiнованими моделями) цiлком достатньо, щоб середовище для моделювання задовольняло таким вимогам:

тАУ результати дослiдження мають виводитися на екран у виглядi таблиць iз довiльною кiлькiстю доступних для перегляду рядкiв i, зокрема, з такою, що може перебiльшувати один екран;

тАУ користувач повинен мати можливiсть за цими результатами швидко будувати графiки залежностi мiж величинами, що характеризують дослiджуване явище.

1.2 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 застосування (В.Г. Разумовський)В»

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 утворення 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, прискорений розвиток атомноi енергетики, безвiдхiдноi технологii. Досягнення НТП тАУ це результат фундаментальних фiзичних дослiджень [7].

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 тАУ логiчноi сторони iз предметно-образноi, як засiб математичноi обробки результатiв демонстрацiйного експерименту й лабораторних робiт, контролю й самоконтролю знань учнiв. Досвiд використання обчислювальноi технiки на уроках фiзики показав, що комп'ютер допомагаi готовити завдання для вiдповiдного рiвня, темпу навчання й стилю кожного учня. Комп'ютер вiдкриваi новi шляхи в розвитку мислення, надаючи новi можливостi для активного навчання. За допомогою комп'ютера проведення урокiв, вправ, контрольних i лабораторних робiт, а також облiк успiшностi стаi бiльше ефективним, а величезний потiк iнформацii легкодоступними. Використання комп'ютера на уроках фiзики також допомагаi реалiзувати принцип особистоi зацiкавленостi учня в засвоiннi матерiалу й багато iнших принципiв розвиваючого навчання.

Однак, на мiй погляд, комп'ютер 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. Комп'ютер 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 найпростiших програм Windows dait (робота в графiчному редакторi) тАУ побудова зображень i манiпулювання ними за допомогою машини, вiдкриваi широкi можливостi для творчостi учнiв, для навчання iхньоi дослiдницькоi дiяльностi:

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

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

тАв iнше застосування графiчного методу тАУ побудова графiкiв залежностей фiзичних величин: 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 комп'ютера i традицiйними й спрямованими на пiдвищення ефективностi навчання фiзицi всiх учнiв класу. Широкий дiапазон використання комп'ютера й у позакласнiй роботi: вiн сприяi розвитку пiзнавального iнтересу до предмета, розширюi можливiсть самостiйного творчого пошуку найбiльш захопленою фiзикою учнiв. Однiii з форм використання комп'ютера в позакласнiй роботi i складання навчальних програм самими тими, кого навчають[14]. 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 здатностi учнiв, сприяi емоцiйному задоволенню й самоствердженню.

Розвиток нових iнформацiйних технологiй i пiдключення школи до електронноi мережi 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 комп'ютерна телекомунiкацiйна вiкторина. Вона являi собою змагально-групову питально-вiдповiдну гру з використанням електронноi пошти для зв'язку мiж групами учнiв з рiзних шкiл i мiст. Використання такоi вiкторини у викладаннi фiзики сприяi:

тАв розвитку iнтересу до дослiджуваного предмета за допомогою комп'ютерноi 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 правописання учнiв;

тАв забезпечуi об'iктивний 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. РЖ ми цю можливiсть використаiмо: для участi у вiкторинi створюiмо команду, пiдготовка якоi i цiкавим процесом у життi не тiльки класу, але й школи. Роботу команди ми наближаiмо до дiяльностi науково-дослiдноi групи; iй надаiться вибiр засобiв рiшення теоретичних i експериментальних завдань. Рiшення останнiх проходить звичайно колективно. Робота в цьому напрямку в нашiй школi охоплюi всi щаблi вивчення фiзики. Деякi команди грають уже не перший рiк. 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.

З усiiю iнформацiiю бiльш докладно хлопцi знайомлять у кабiнетi фiзики (у друкованому виглядi) i iнформатики (в електронному виглядi).

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. Комп'ютер 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 комп'ютерного навчання, використання iнформацiйних технологiй у навчально-виховному процесi фiзики може пiдвищити ефективнiсть практичних i лабораторних робiт до 30%, а об'iктивнiсть контролю знань учнiв тАУ на 20тАУ25% [18, 19].

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 розв'язування 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 комп'ютерноi та вiдеотехнiки в навчально-виховному процесi, яка включала б рiзнi типи ППЗ тАУ комп'ютернi 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; комп'ютернi моделi; лабораторнi роботи; тренажери для розв'язування задач; контролюючi програми.

Коротко проаналiзуiмо ППЗ, зазначенi у цiй класифiкацii.

Адаптивнi навчальнi програми тАУ 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 [13]. 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.

Комп'ютернi моделi тАУ це ППЗ, призначенi для iмiтацii фiзичних дослiдiв, явищ, процесiв шляхом побудови (засобами математичного моделювання) iх iдеалiзованих моделей. Комп'ютернi моделi легко вписуються в традицiйний урок, дають змогу вчителю моделювати явища, створювати абстрактнi моделi, якi в процесi вивчення курсу фiзики описувалися словесно. Комп'ютернi моделi i ефективним засобом пiзнавальноi дiяльностi учнiв, що вiдкриваi перед учителем фiзики широкi можливостi з удосконалення навчально-виховного процесу. Комп'ютернi 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 тАУ 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 комп'ютерного моделювання [21].

Лабораторнi роботи вiдрiзняються вiд комп'ютерних 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 розв'язування задач сприяють формуванню в учнiв умiнь i навичок розв'язувати 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 комп'ютер 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 мою думку, iнтенсифiкувати процес можна залученням бюджетних асигнувань на розробку ППЗ; розробкою i затвердженням державного стандарту Украiни на ППЗ; створенням центру сертифiкацii ППЗ для доведення iснуючих ППЗ до рiвня вимог державного стандарту, органiзацiiю фонду ППЗ для iх популяризацii, тиражування й розповсюдження.

Ефективнiсть використання засобiв мiкропроцесорноi технiки в демонстрацiйному експериментi пов'язана з автоматизацiiю процесу вимiрювань та обробки результатiв е

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