Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Психология arrow Педагогическая практика по физике в общеобразовательном учреждении

2.4. Применение современных информационных технологий в процессе обучения физике

Применение современных информационных технологий на занятиях предполагает мультимедийное сопровождение уроков с использованием интерактивных досок и компьютерных технологий. Применение мультимедийных средств позволяет сделать обучение наглядным и динамичным, что стимулирует интерес учащихся к предмету, углубляет физические знания учащихся, активизирует их творческие способности, помогает глубже проникнуть в суть физических явлений и процессов. Поэтому проведение уроков с использованием информационных технологий является мощным стимулом в обучении, как при введении новых знаний и на этапе формирования умений, так и для организации текущего и итогового контроля или коррекции знаний учащихся.

Интерактивная доска представляет собой сенсорный экран, подсоединенный к компьютеру, изображение с которого передает на доску проектор. Поверхность доски, на которую проецируется экран монитора, является чувствительной и позволяет использовать ручку (или даже палец), чтобы рисовать, писать на самой доске и управлять работой подключенного к ней компьютера.

Достоинством интерактивной доски является не только технология, способная заменить традиционную школьную доску с тряпкой и мелом, но и широкая возможность ее использования на всех ступенях школьного обучения, удобство визуализации текстовой и графической информации с последующей корректировкой и сохранением на электронных носителях.

У таких досок есть несколько режимов электронного пера, широкая палитра цветов и стилей. Также имеются кнопки, которые дублируют часто используемые функции экранной панели инструментов. В режиме работы с проектором они позволяют убрать меню с экрана и управлять доской, не попадая в луч проектора, не закрывая тенью изображение на доске.

В большинстве досок есть встроенная коллекция шаблонов по разным предметам, в том числе и по физике. Шаблонами можно пользоваться, выводя их прямо на рабочую страницу, предварительно составляя постраничную модель урока. Поскольку доска связана с компьютером, то имеется возможность работы в интерактивном режиме с программами и документами Word, Excel, Power Point непосредственно на доске. Использование интерактивной доски удобно и при демонстрации текстов контрольной работы, тестов, трудных моментов лабораторной работы.

Следует иметь в виду, что применение интерактивной доски удобно при организации коллективной работы всего класса. Если же на уроке необходимо организовать индивидуальную или групповую работу учеников, то целесообразнее применять компьютер. Здесь открывается широкий спектр возможностей на всех этапах процесса обучения: различные обучающие программы, моделирование физических процессов, выполнение имитационных лабораторных работ, компьютерное тестирование, включая тестирование в режиме онлайн, с использованием ШТЕ1ШЕТ-технологий.

Большое число компьютерных моделей по всему школьному курсу физики содержится в мультимедийных курсах, разработанных компанией «Физикон»: «Физика в картинках», «Открытая химия», «Открытая физика», «Открытая астрономия». Главной отличительной особенностью этих компьютерных курсов являются многочисленные компьютерные модели - уникальные и оригинальные разработки, которые высоко оценили пользователи во многих странах. Во многих школах на уроках учителя используют компьютерный курс «Открытая физика», который прошёл сертификацию в институте информатизации образования Министерства образования России. Он соответствует программе курса физики для общеобразовательных учреждений России и рекомендован Министерством образования России в качестве учебного пособия для средних школ.

Данный курс является мощным средством интенсификации занятий и повышения интереса учащихся к физике. Учебный компьютерный курс «Открытая физика» содержит в виде отдельных модулей огромное количество интерактивных компьютерных моделей, которые позволяют наблюдать на экране компьютера симуляции физических экспериментов, десятки видеозаписей натурных экспериментов, звуковых пояснений в виде фрагментов лекций.

Компьютерные модели позволяют пользователю управлять поведением объектов на экране монитора, изменяя начальные условия экспериментов, и проводить разнообразные физические опыты. Некоторые модели позволяют наблюдать на экране монитора, одновременно с ходом эксперимента, построение графических зависимостей от времени ряда физических величин, описывающих эксперимент.

Если в методической копилке школы нет перечисленных компьютерных курсов, то широкие возможности для поиска информации предоставляет сеть INTER.NET. Ниже перечислены полезные ссылки, по которым можно найти необходимую информацию.

  • - «Азбука физических открытий в анимациях»: ййр://физикам.рф.
  • - «Анимации к задачам по физике»: ййр://анимации.физикам.рф.
  • - «Видео опыты по физике»: http://sputnik.mto.ru/categoiy/fizika- екэрепте^Е - «Лабораторные работы по физике 7-11 класс»: Шр:/Д1гкаТ narod.ru/doc/labs.zip; http://fizkaf.narod.ru/swf/virt_labs.zip.
  • - «Физика в анимациях»: http://physics.nad.ru/.

Применение компьютерных технологий для организации демонстрационного физического эксперимента

Поскольку оснащение кабинетов физики оставляет желать лучшего, то зачастую провести демонстрационный эксперимент бывает невозможно. Кроме того, множество физических явлений или процессов можно наблюдать только в специальных лабораторных условиях. Поэтому их удобно демонстрировать учащимся с помощью видеофрагментов. Такой фрагмент можно продемонстрировать из имеющихся компьютерных файлов, а управлять воспроизведением любого видео можно либо с компьютера, либо с интерактивной доски. Помимо видеофрагментов можно использовать специальные компьютерные программы. Для примера рассмотрим методику применения программы «Открытая физика» при изучении темы «Диффузия» (табл. 2.10).

Методика введения понятия «диффузия» (7 класс) на основе применения компьютерной модели данного явления

Таблица 2.10

Методическое

Методика введения понятия

обеспечение проведения эксперимента

на основе физического эксперимента

Оборудование

Два сосуда с различными газами (для наглядности молекулы газа в сосудах показаны разного цвета - зеленый и красный), соединительная трубка

Схема установки, ход демонстрации (см. рис. 2.1)

Соединить сосуды между собой трубкой. Задать время в течение которого будет наблюдаться процесс диффузии. Нажать «Старт».

Изменить диаметр соединительной трубки и вновь повторить опыт для того же времени

Объект, на котором фиксируется внимание

Количество молекул обоих газов в каждом сосуде в различные моменты времени

Методические

особенности

В процессе наблюдения можно останавливать движение всех молекул (при нажатии кнопки «| | » сверху во внешнем окне) и получать «мгновенные фотографии». Для продолжения наблюдений надо нажать кнопку «??», расположенную сверху во внешнем окне. Количество частиц подсчитывается автоматически и высвечивается над соответствующими столбиками

Вопросы классу

  • - Что мы наблюдаем?
  • - Что произошло с молекулами левого сосуда? А правого?
  • - Почему молекулы левого сосуда оказались в правом сосуде?
  • - Как по Вашему мнению: могут все молекулы левого и правого сосудов поменяться местами?
  • - Как Вы думаете, зависит ли скорость диффузии от диаметра соединительной трубки?
  • - Подумайте, от чего ещё зависит скорость диффузии?

Выводы

по демонстрации

Через некоторое время газы из обоих сосудов перемешиваются, вследствие их теплового движения. Чем больше диаметр соединительной трубки, тем перемешивание газов происходит интенсивнее, следовательно, скорость диффузии зависит от площади соприкосновения различных веществ

Рис. 2.1

Таблица 2.11

Методика изучения искрового разряда в газах и образования молнии

Методическое обеспечение проведения эксперимента

Методика введения понятия на основе физического эксперимента

1

2

Оборудование

Компьютерная модель из программы «Физика в анимациях»

Схема установки, ход демонстрации (см. рис. 2.2)

В ходе анимации демонстрируется накопление положительных зарядов у поверхности Земли и отрицательных - в туче. В итоге происходит искровой разряд, нейтрализуя часть заряженных частиц

Объект, на котором фиксируется внимание

Количество и знак заряженных частиц у поверхности Земли и в грозовом облаке

Вопросы классу

  • - Что мы наблюдаем?
  • - Какой по знаку заряд накапливается у поверхности земли? А в грозовой туче?
  • - Что происходит с зарядами после вспышки молнии?
  • - Почему молния существует лишь кратковременно, а не длительное время?

Окончание таблицы 2.11

1

2

Выводы

по демонстрации

Между облаком и земной поверхностью создается электрическое поле. Если оно достаточно сильное, то происходит ионизация воздуха, и возникает искровой разряд в виде молнии.

Электрический разряд быстро прекращается, так как большая часть избыточных электрических зарядов в грозовом облаке нейтрализуется электрическим током, протекающим по каналу молнии во время разряда

Рис. 2.2

Применение компьютерных технологий при проведении лабораторных работ по физике

Поскольку лабораторные работы по физике обычно проводятся бригадным способом, когда учащиеся объединяются в группы по 2-4 человека, то компьютерный физический эксперимент проводится в компьютерном классе.

Следует особо отметить, что на первых уроках в компьютерном классе, желательно присутствие учителя информатики, так как он знаком со спецификой класса. А во время занятия могут возникать технические сбои и неполадки. Накануне следует проверить в полной ли исправности оборудование и программное обеспечение.

Следует учесть, что все правила работы в компьютерном кабинете, методику выполнения лабораторной работы, а также задания, которые учащиеся будут должны выполнить, необходимо разъяснить им до того, как они сели за компьютеры. Это даже лучше сделать не в компьютерном классе, а в кабинете физики, так как после того, как ученики оказываются перед экранами компьютеров, их внимание тут же переключается с учителя на экран монитора. Поэтому в компьютерном классе трудно вести коллективную работу, а с учениками общаться будет возможно только индивидуально.

В связи с этим, перед проведением занятия необходимо:

  • - изучить возможности программных учебных продуктов;
  • - сформулировать задачи, согласованные с возможностями модели;
  • - составить подробный план урока;
  • - продумать какие задания будут выданы учащимся, какие данные они должны занести в конспект;
  • - подготовить план работы для учащихся с выбранной для изучения компьютерной моделью;
  • - продумать как сформулировать вопросы и задания к компьютерным моделям, которые будут предложены учащимся для изучения;
  • - отработать все вопросы на компьютерной модели, решить все задания;
  • - разработать формы контроля за выполнением работы.

Для того, чтобы урок дал максимальный эффект, необходимо вопросы и задания к моделям заранее распечатать и раздать учащимся в начале урока. При разработке плана урока постарайтесь учесть, что длительность работы ребят за компьютерами не должна превышать 30 минут, так как они в конце урока должны оформить отчёт о проделанной работе. Его можно сделать в виде ответов на предложенные им вопросы (но тогда вопросы должны быть у них четко зафиксированы) с осмыслением выполненной работы.

Если в конце урока осталось время будет полезным обсудить всей группой основные трудности, возникшие в процессе работы, и обменяться мнениями о полученных результатах.

Рассмотрим в качестве примера методику организации работы учащихся при проведении компьютерного эксперимента на темы «Упругие и неупругие соударения» (рис. 2.3) и «Магнитное поле» (рис. 2.4, 2.5) из курса «Открытая физика».

Проведение лабораторной работы «Упругие и неупругие соударения» должно быть после изучения понятий «импульс», «энергия», «законы сохранения импульса и энергии». Методика проведения работы описана в таблице 2.12.

Таблица 2.12

Методика проведения компьютерной лабораторной работы «Упругие и неупругие соударения»

Методическое обеспечение проведения эксперимента

Методика проведения физического эксперимента

1

2

Оборудование

Компьютерная модель, в которой две легкоподвижные тележки могут сталкиваться: а) упруго, б) неупруго

Схема установки, ход эксперимента показаны на рисунке 2.3

  • 1. Приготовить в тетради таблицу, аналогичную таблице 2.13 для занесения в неё экспериментальных данных.
  • 2. Запустить диск. Выбрать вид удара. С помощью указателя мыши установить необходимые массы тележек и начальные скорости (до удара). Эти значения для каждой бригады указывает учитель. Подсчитать значения импульса и кинетической энергии каждой тележки до удара.
  • 3. Запустить тележки, нажав кнопку «старт».
  • 4. Отметить значения скорости, импульса и энергии каждой тележки после удара.
  • 4. Определить изменение импульса и энергии системы в результате удара. Сделать вывод.

Окончание таблицы 2.12

1

2

  • 5. Изменить значение масс тележек и повторить опыт.
  • 6. Выбрать другой вид удара и повторить ту же последовательность действий

Объект, на котором фиксируется внимание

Тележки, их перемещение по горизонтальной поверхности

Методические

особенности

Для наглядности опыта скорости тележек нужно выбрать одинаковые по модулю и противоположные по знаку (направлению), массу первой тележки не менять, а массу второй тележки изменять от минимального до максимального значения с шагом в 1 кг

Вопросы классу

  • 1. От чего зависит импульс системы после удара? Кинетическая энергия системы после удара?
  • 2. Каков характер движения тележек после упругого удара? После неупругого удара?
  • 3. Что можно сказать про изменение импульса системы в результате абсолютно упругого удара? неупругого удара?
  • 4. Что можно сказать про изменение механической энергии системы в результате абсолютно упругого удара? неупругого удара?
  • 5. Что происходит с механической энергией после неупругого удара? Почему она не сохраняется?

Вывод по демонстрации

После упругого удара скорости тележек различны, а после неупругого удара тележки движутся вместе. Импульс системы не изменяется как при упругом ударе, так и при неупругом, так как система замкнутая.

Механическая энергия при упругом ударе сохраняется, а при неупругом она уменьшается, так как часть её переходит во внутреннюю энергию тележек

Рис. 2.3

Таблица 2.13

Результаты измерений и расчетов

Номер

измере

ния

у я° у ДО

ПП = ; =

т2,

кг

у ПОСЛЕ

мх

/

м/с

у ПОСЛЕ У

м/с

рдо,

кг*м/с

и ДО

Е«, Дж

г- ПОСЛЕ

Ьк

1

Дж

АЕ,

Дж

Ар, кг* м/с

1

1

2

2

• ••

Методика проведения работы «Магнитное поле» описана в таблице 2.15. Данную работу можно проводить на уроке непосредственно при объяснении темы «Магнитное поле», так как она позволяет визуализировать абстрактную модель магнитного поля - силовые линии. Для определения зависимости величины магнитного поля от силы тока и расстояния перед выполнением работы учащимся следует в тетрадях начертить таблицы, аналогичные таблице 2.14 для разных значений силы тока.

Таблица 2.14

Результаты измерений

Г, СМ =

?1 = А

ВьТл

?2 = А

В2, Тл

1з= А

Вз,Тл

Таблица 2.15

Методика проведения компьютерной лабораторной работы

«Магнитное поле»

Методическое обеспечение проведения эксперимента

Методика проведения физического эксперимента

1

2

Оборудование

Компьютерная модель, в которой можно пронаблюдать силовые линии магнитного поля, создаваемого проводниками различной формы: прямым, круговым и катушкой (соленоидом)

Схема установки, ход эксперимента показаны на рисунках 2.4 и 2.5.

  • 1. Подготовить таблицу, аналогичную таблице 2.14. Запустить диск. Выбрать раздел «Магнитное поле прямого тока».
  • 2. С помощью указателя мыши установить значение силы тока. (Значения необходимых величин для каждой бригады указывает учитель).
  • 3. Зарисовать в тетрадь силовые линии магнитного поля прямого провода.
  • 4. Перемещая мышью указатель в виде руки вблизи провода, необходимо нажимать левую кнопку мыши на разных расстояниях г до оси провода (значения г указывает учитель).
  • 4. Определить величину вектора магнитной индукции В для трёх заданных значений Г. Занести их в таблицу.
  • 5. Изменить значение силы тока и повторить опыт.
  • 6. Выбрать раздел «Магнитное поле кругового тока» и повторить ту же последовательность действий.

Окончание таблицы 2.15

1

2

7. Выбрать раздел «Магнитное поле соленоида» и аналогично исследовать магнитное поле, созданное катушкой с током

Объект, на котором фиксируется внимание

Проводник с током и силовые линии магнитного поля, создаваемые этим проводником

Методические

особенности

В работе можно изменять не только величину, но и направление тока. В этом случае нужно заострить внимание учащихся на направление силовых линий в каждом случае. Чтобы обратить внимание учащихся на зависимость величины индукции В магнитного поля от расстояния Г, следует сначала взять небольшое значение Г, например 5 см, а затем увеличивать его с постоянным шагом, например 2 см

Вопросы классу

  • 1. От чего зависит форма силовых линий магнитного поля?
  • 2. От чего зависит направление силовых линий магнитного поля?
  • 3. От чего зависит густота силовых линий магнитного поля?
  • 4. Что можно сказать про изменение величины магнитного поля по мере удаления от проводника? От чего ещё зависит величина В?
  • 5. Различные или одинаковые значения имеет индукция магнитного поля в разных точках оси катушки с током?

Вывод по демонстрации

Форма силовых линий магнитного поля зависит от того, какую форму имеет проводник, создающий поле.

Густота силовых линий и величина вектора магнитной индукции зависит от силы тока в проводнике и расстояния от проводника: чем дальше поле от проводника, тем величина В меньше.

Направление силовых линий зависит от направления тока в проводнике

А Рис. 2.5

Рис. 2 А Рис. 2.5

Несмотря на то, что применение современных информационных технологий во многом упрощает работу учителя на уроке, следует иметь в виду, что никакой компьютерный эксперимент до конца не заменит реальный. Учащиеся должны видеть реальное физическое оборудование и учиться работать на нем. Поэтому перед тем как представить перед учащимися имитационный эксперимент нужно продумать на самом ли деле в нем есть необходимость. Необходимо осознавать, что применение компьютерных симуляторов на уроке оправдано только в тех случаях, в которых:

  • • невозможно провести реальный эксперимент из-за отсутствия необходимого оборудования, сложности проведения опытов;
  • • невозможно проследить за явлением детально, из-за его быстрого протекания, микроскопических размеров и т. п.;
  • • необходимо сэкономить время;
  • • необходимо разобраться в деталях изучаемого явления, выявить качественные и количественные зависимости между величинами, характеризующими явление, а реальный эксперимент не позволяет этого сделать.

Мультимедийное сопровождение уроков физики с использованием

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы