Информационные технологии при обучении физике

Начало исследований по применению и разработке инновационных технологий обучения было положено в 2004 году, исследованием на тему «ВНЕДРЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММНОГО ПАКЕТА „ELECTRONICS WORKBENCH“ И СОЗДАНИЕ СИСТЕМЫ ФРОНТАЛЬНОГО ЛАБОРАТОРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В 10−11 КЛАССАХ, КАК ОДНОГО ИЗ ЭЛЕМЕНТОВ ИННОВАЦИОННЫХ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ». Результатом данной работы явилось создание системы фронтального физического эксперимента для изучения электрических явлений в 10−11 классах.

Система фронтального физического эксперимента для изучения электрических явлений в 10−11 классах — это совокупность естественных и виртуальных лабораторных работ, программного и методического обеспечения их проведения, творческих индивидуальных заданий.

Естественные лабораторные работы, индивидуальные творческие задания к ним их методическое обеспечение.

Проводятся по классической схеме с использованием, в том числе наборов по электродинамике разработанным П. П. Головиным. В качестве методического обеспечения используется материалы учебника. В качестве индивидуальных творческих заданий ученикам предлагается создание самодельных приборов (например, простейший электрический пробник для низковольтных электрических сетей) или разработка простейших электрических цепей практического применения.

Виртуальные лабораторные работы, индивидуальные творческие задания к ним их методическое обеспечение.

Для проведения виртуальных лабораторных работ по электродинамике разработан комплект работ с использованием компьютерного продукта «Electronics Workbench». Эта программа предназначена для конструирования и моделирования различных электронных схем. Она располагает достаточно большим набором средств для исследования: вольтметры, амперметры, омметры, двулучевой осциллограф и генераторы различных сигналов.

Учащимся предлагается два варианта работ:

I ВАРИАНТ Лабораторные работы с уже подготовленными электрическими схемами и перечнем задач, которые они должны выполнить. Задачи включают в себя снятие параметров работы электрических схем, наблюдение реакции электрических схем при изменении параметров ее элементов.

II ВАРИАНТ Лабораторные работы, которые требуют самостоятельного создания электрических схем по приведенному заданию. Они также требуют от учащихся снятия параметров работы, наблюдения реакции электрических схем при изменении параметров их элементов.

В качестве методического обеспечения данного вида лабораторных работ выступает созданная нами «ТЕТРАДЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ФИЗИКЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММЫ „ELECTRONICS WORKBENCH 5.12“ 10−11 класс». В данной тетради приведено не только описание работ, но и даны основные сведения, справочные данные по работе с используемым программным обеспечением.

В качестве индивидуальных творческих заданий используются следующие:

1. Самостоятельная разработка различных электрических и радиотехнических схем.

Ученики при этом пользуются домашними компьютерами, а у кого их нет, занимаются в компьютерных классах лицея в специально отведенное для них время.

Задания выдаются либо индивидуально или так называемой творческой группе, состоящей из 2−3 человек.

2. Научно исследовательские работы, которые носят долговременный характер, и предназначены для выступления и защиты на научно-практических конференциях учащихся:

2004 год.

«Измерение постоянного напряжения с помощью компьютера».

2005 год.

«Измерение электрических параметров радиоэлементов с помощью компьютера».

2008 год.

«Связь компьютерных систем с использованием лазерных излучателей».

2010 год.

«Электромагнитные поля, как объект исследования перспективных технических устройств».

2012 год.

«Опыты Гастона Планте для дизайна и оформления интерьеров».

Научно_исследовательские работы учащихся занимают особое место при внедрении инновационных технологий обучения. Это вызвано следующими причинами:

• — необходимостью внедрения индивидуально-ориентированного обучения, направленного в первую очередь на отдельно взятую личность обучаемого с учетом всех его умственных и психофизиологических особенностей и выбранной специализации дальнейшего обучения;
• — приобщения учащихся к современным методам проведения физических экспериментов, таких, например как компьютерное моделирование физических явлений и использование современных вычислительных средств для измерения различных физических величин;
• — развития интеллекта ученика, его творческого и научного мышления, формирование научного мировоззрения.

Следующей работой в данном направлении стала работа:

«СОЗДАНИЕ И РАЗРАБОТКА ИННОВАЦИОННО_ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ НАУЧНО_МЕТОДИЧЕСКОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА ПРИ ПРЕПОДАВАНИИ ФИЗИКИ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ».

Цели данной работы:

• 1. Разработка модели инновационно_информационного научно-методического сопровождения учебного процесса.
• 2. Создание банка компьютерных информационных материалов и эффективной целостной методики использования инновационно_информационных технологий в обучении физике.

Модель инновационно_информационного научно-методического сопровождения учебного процесса — совокупность дидактических компьютерных информационных материалов и системы методических рекомендаций по их использования в образовательном процессе.

В соответствии с предложенной моделью, проводилась работа в следующих направлениях:

• 1. Систематизация имеющихся компьютерных информационных материалов.
• 2. Создание собственных компьютерных информационных материалов.
• 3. Разработка и апробация методических приемов использования компьютерных информационных материалов.
• 4. Образование и использование связей между указанными компонентами.

Следует отметить, путь к построению данной системы, проходил через количественный метод, приобретения, накопления и создания вышеуказанных материалов.

Результатом проводимой работы и внедрения данной системы явилось:

• 1. Повышение эффективности обучения.
• 2. Повышение заинтересованности большей части учащихся к изучению предмета.
• 3. Образование тесных взаимных связей между компонентами модели и использование результатов работы по одному из компонентов для реализации задач других компонентов.
• 4. Повышение успеваемости по физике и информатике.