|
|
Скачати 380.32 Kb.
|
|
ГЛАВА 2. Програмно-методичний комплекс «Фізика-8» АТЗТ «Квазар-Мікро-Техно» м. Київ 2005 2.1. Призначення програмно-методичного комплексу Програмно-методичний комплекс «Фізика – 8» призначений для принципово нової та доповнення і вдосконалення традиційної організації навчання фізики учнів загальноосвітньої школи. Він передбачає можливості організації групової та індивідуальної роботи учнів на уроці фізики, а також самостійної роботи з навчальним матеріалом. Адаптованість комплексу для роботи в мережі відкривають перспективи його використання при дистанційному навчанні фізики. Таким чином, основні напрямки навчально-пізнавальної діяльності учня під час роботи з ПМК можна визначити як:
Основні напрямки діяльності вчителя фізики з використання ПМК фізика – 8 можна визначити таким чином:
Програмно-методичний комплекс дає можливість організувати повноцінні уроки: 1. Традиційний урок вивчення нового матеріалу з використанням елементів ПМК «Фізика – 8». 2. Вивчення нового матеріалу в середовищі ПМК «Фізика – 8». Теоретичний матеріал доповнений ілюстраціями, схемами, відеофрагментами та моделями фізичних явищ і процесів. 3. Урок розв’язування фізичних задач. До основних тем подано приклади та методичні вказівки до розв’язування фізичних задач. Учням пропонуються для самостійного розв’язування різнорівневі задачі. Передбачено можливість введення учнем відповіді та її перевірка. 4. Комп’ютерна лабораторна робота. Може передувати реальній лабораторній роботі, що буде виконуватися в фізичній лабораторії з метою підготовки до виконання роботи. Може виконуватися після проведення реальної лабораторної роботи з метою узагальнення отриманих результатів та розширення кола досліджуваних задач. Віртуальні лабораторні роботи з фізики стануть в нагоді за умови відсутності відповідного обладнання в лабораторії для виконання фронтальних лабораторних робіт.
Як і передбачається при реалізації комп’ютерних технологій навчання, програмно-методичний комплекс має чітку структуру. Він складається з окремих блоків, які відповідають основним видам навчально-пізнавальної діяльності учня при вивченні фізики: 1. Інформаційний блок (блок теоретичного матеріалу). Зміст цього блоку визначається програмою з фізики для 8 класу загальноосвітньої школи. Він містить основний теоретичний матеріал, описи фізичних явищ та законів, приладів та установок, основних дослідів, дослідів із саморобним обладнанням; визначення фізичних понять, формулювання законів та правил, що використовуються на практиці; основні формули, одиниці розмірності, деякі довідкові дані; основні висновки. Для зручності окремі елементи блока виділяються кольором. В текстовій частині розміщені гіперпосилання, за допомогою яких здійснюється перехід до ілюстративного матеріалу, моделей фізичних явищ та процесів, відеокадрів, що ілюструють фізичні явища та закони в природі, а також їх використання в техніці, довідкової бібліотеки (історичні довідки про вчених-фізиків). 2. Запитання та вправи для самоперевірки. Реалізовані у формі тестових завдань з одиничним або множинним вибором варіантів відповіді. 3. Розв’язування задач. У цьому блоці подано приклади розв’ня задач та набір різнорівневих задач для самостійного розв’язування. Для перевірки правильності розв’язування задач передбачено можливість вводити отриману відповідь у вікно запиту та її перевірки. 4. Комп’ютерні лабораторні роботи. Дають можливість виконати лабораторну роботу за допомогою імітаційної моделі. Математичний апарат, закладений у функціонування моделі дає можливість отримувати значення фізичних величин близькі до реальних, і, відповідно, робити правильні висновки про фізичний зміст явища або процесу. Моделі лабораторних робіт реалізовані на основі діяльнісного підходу. Вони передбачають не тільки спостереження фізичних процесів та явищ, які моделюються системою, а безпосередню участь в них учня (наприклад, вибір необхідного обладнання, виконання з’єднань електричного кола і т.д.), що суттєво підсилює навчальний вплив лабораторних робіт. 5. Блок довідкової інформації. Містить історичні довідки про вчених-фізиків та основні довідкові матеріали, які можуть використовуватися при розв’язуванні фізичних задач або обробці результатів виконання лабораторних робіт. 6. Моделі фізичних явищ і процесів (ілюстративний матеріал, відеокадри, моделі фізичних явищ і процесів). Елементи цього блоку за допомогою гіперпосилань взаємопов’язані з інформаційним блоком, а також можуть бути використані як самостійні структурні одиниці під час роботи вчителя з конструктором уроків. 7. Голосовий супровід. Теоретичний блок та основні моделі фізичних явищ і процесів можуть супроводжуватися голосовим рядом з метою кращого сприйняття навчального матеріалу учнями. Завдяки чіткій логічній структурі ПМК всі блоки органічно пов’язані між собою. Передбачено можливість як системного їх використання, так за потребою безпосередньо звертатися до кожного окремого блока [13].
Особливості використання ППЗ В чому полягають основні особливості навчального процесу із застосуванням програмно-методичного комплексу? В процесі реалізації ПМК змінюється роль учителя, який за традиційної організації навчання є, в першу чергу, основним джерелом знань для учня. Вчитель стає наставником та порадником для учня, адже частина його важливих функцій перекладається на ПМК: подача навчального матеріалу та навчальних завдань, відтворення фізичних явищ та процесів (комп’ютерне моделювання), контроль та оцінювання навчальних досягнень. Програмно-методичний комплекс завдяки використанню можливостей комп’ютерних технологій суттєво «розвантажує» вчителя від рутинної роботи і сприяє більш повному виявленню творчого підходу. ПМК є, з одного боку, предметно-орієнтованою інформаційною системою, а з іншого – реалізує особистісно-діяльнісний підхід до організації навчання фізики, оскільки дає можливість [8]: а) оптимізувати роботу вчителя: зменшити кількість матеріалу, що викладається, за рахунок використання комп’ютерного моделювання; відпрацьовувати вміння та навички практичної діяльності учнів за допомогою спеціальних тренажерів (наприклад, тренажер з розв’язування задач); організовувати безперервний оперативний контроль в процесі навчання (використання тестових систем у ПМК оптимізує контрольно-оцінювальну діяльність учителя, робить контроль більш об’єктивним та надійним); розширює можливості вчителя здійснювати управління навчальною діяльністю учнів: можливість роботи ПМК в мережі забезпечує вчителя повноцінною інформацією про хід навчального процесу з фізики на кожному робочому місці, а зменшення рутинної роботи вивільняє час для індивідуальної роботи з учнями; організувати ефективну самостійну роботу учнів, яка за рахунок інтерактивного режиму між учнем та ПМК стає більш цілеспрямованою [11]. б) сприяє розвитку творчих здібностей та ініціативи учнів: використання ПМК дає можливість створити сприятливий психологічний мікроклімат навчання за рахунок можливості вибору оптимального темпу отримання інформації та навчальних завдань, можливості виконати самоперевірку рівня засвоєння навчального матеріалу, отримати підказку та заохочення до пошукової діяльності; використати методи, форми та рівні викладу матеріалу, які найбільш повно відповідають психофізичному стану учня та рівню його підготовки; принцип безпосереднього доступу до основних функціональних блоків ПМК дає можливість учням продовжувати вивчення матеріалу, повертатися, в разі необхідності, до раніше вивченого, припинити та розпочати навчання у довільному місці, а також вибирати за бажанням той чи інший вид навчальної діяльності (вивчення теоретичного матеріалу, самоперевірки, розв’язування задач, виконання віртуальних лабораторних робіт, користування довідковими матеріалами); учень може не просто спостерігати динаміку різноманітних фізичних явищ, процесів, роботи приладів та механізмів (наприклад, нагрівання, кипіння, дія теплових машин і т.д.), а й управляти об’єктами та процесами, які він досліджує. Так, моделі, які використовуються у блоці «Лабораторні роботи» ПМК «Фізика – 8» передбачають можливість змінювати характеристики досліджуваних об’єктів (температуру тіл, силу струму та його напрям в колі, напругу, опір електричного кола, кількість елементів в ньому, величину магнітного поля, напрям та швидкість обертання електродвигуна і т. д.) та отримувати при цьому результати (вихідні характеристики моделі), які відповідають зміні стану об’єкта [1]. Таким чином, ПМК забезпечує інтерактивний зв’язок «учень – навчальна система – учитель», поєднуючи можливості нових інформаційних технологій навчання, традиційні методики навчання фізики та традиційне інформаційно-методичне забезпечення (зокрема, підручник фізики), розширюючи та доповнюючи його. Комп’ютерні моделі, реалізовані в програмно-методичному комплексі, органічно вписуються в урок і дають можливість організовувати нові, нетрадиційні види навчальної діяльності учнів. Коротко зупинимося на методичних особливостях використання можливостей ПМК «Фізика – 8» на уроках фізики в загальноосвітній школі отриманих мною з особистого досвіду (на прикладі розділу 3 «Зміна агрегатних станів речовини. Теплові машини»).
Організовуючи урок вивчення нового матеріалу з використанням ПМК «Фізика – 8» учитель може значно розширити можливості традиційного уроку використовуючи значну кількість ілюстрацій (машинна графіка), проектуючи їх на екран цифрового проектора або монітори учнівських ЕОМ. А також, що особливо важливо, комп’ютерні моделі фізичних явищ та процесів, які дають можливість отримати наочні динамічні демонстрації різноманітних фізичних явищ та експериментів, відтворити їх важливі, т. зв. «тонкі» деталі, що часто неможливо зробити під час організації спостереження фізичних явищ в класі та реальних фізичних експериментів. Комп’ютерні моделі дають можливість візуалізувати не реальне, а віртуальне зображення, при потребі спрощену і тому більш зрозумілу модель явища, його математичний опис. При цьому вчитель отримує можливість поетапно включати у розгляд додаткові факти, поступово удосконалюючи модель та наближаючи її до реального фізичного явища або процесу. Так, до розділу 3 «Зміна агрегатних станів речовини. Теплові машини» у ПМК «Фізика – 8» реалізовано наступні моделі: Агрегатні стани речовини, отримання графіка плавлення і тверднення льоду, випаровування рідини, сублімація кристалів йоду, кипіння рідини, конденсація, двигун внутрішнього згоряння, парова турбіна, реактивна парова турбіна і т. д. Важливе значення комп’ютерних моделей при вивченні нового матеріалу з даного розділу підтверджується, наприклад, наступним. Якщо спостереження реальних фізичних явищ, пов’язаних із переходів речовини з одного агрегатного стану в інший, дає можливість лише спостерігати (наприклад, танення льоду – випаровування води) перехід води з твердого стану у рідкий, а потім у газоподібний та зміну таких властивостей речовини, як форма та об’єм, то візуалізована комп’ютерна модель цього явища дозволяє отримати уявлення про динаміку внутрішніх процесів, що відбуваються в речовині при зміні її агрегатного стану (особливості руху молекул речовини). Демонструючи учням явище кипіння в реальних умовах досить складно візуалізувати процес утворення бульбашки та її поведінку. Комп’ютерна модель процесу кипіння детально в динаміці ілюструє процес утворення, розширення та виштовхування бульбашки та вивільнення повітря при досягненні нею поверхні рідини. Якщо два попередні фізичні явища можна спостерігати на уроці, то роботу двигуна внутрішнього згоряння (або іншої теплової машини), тим більше, особливості процесів, що протікають всередині нього, відтворити в класі неможливо. Тому комп’ютерна динамічна модель стає важливим засобом унаочнення роботи та принципу дії, а також фізичного змісту явищ, що лежать в основі роботи теплових машин. Вивчений теоретичний матеріал може бути закріплений учнями під час виконання тестових завдань для самоперевірки. Так, до розділу 3 «Зміна агрегатних станів речовини. Теплові машини» передбачено 2 блоки «Запитань та вправ для самоперевірки», які складаються, відповідно, з чотирьох та п’яти тестових завдань (тести з одиничним та множинним вибором правильної відповіді, завдання на читання графіків і т. д.). Після вибору варіантів відповідей на тестові завдання система повідомляє учневі про кількість виконаних завдань та кількість правильних відповідей. При потребі учень може повернутися та доопрацювати теоретичний матеріал і знову перевірити свої знання. Можливості ПМК «Фізика – 8» дозволяють також використовувати на уроці історичні довідки, а також інші довідкові матеріали зі спеціальних окремих бібліотек. Якщо вчитель планує не лише фрагментарно використовувати наочний динамічний матеріал, а розробити власну оригінальну систему вивчення нового матеріалу з використання ПМК «Фізика – 8», він може скористатися конструктором уроків, який є важливим функціональним блоком програмно-методичного комплексу. Конструктор уроків дає можливість учителю творчо підійти до підготовки уроку, розширити коло педагогічних засобів, які він використовує. За допомогою конструктора уроків учитель може певним чином комбінувати різноманітні інформаційні об’єкти, які є складовими програмно-методичного комплексу: фрагменти тексту (формулювання, висновок, формули), ілюстрації, динамічні моделі до текстового блоку та до лабораторних робіт, задачі і т.д. Встановлюючи відповідним чином зв’язки між інформаційними об’єктами, можна задавати послідовність їх відображення на моніторі комп’ютера учителя (екрані цифрового проектора), а також комп’ютерах учнів, які з’єднанні в мережу. До конструктора уроків входить конструктор тестів, який дає можливість учителю конструювати (доповнювати наявні у програмно-методичному комплексі, змінювати, створювати нові відповідно до методичної необхідності) тестові завдання для поточного контролю рівня навчальних досягнень учнів з фізики. Багатофункціональність конструктора уроків виявляється і в його можливостях розробки учителем не лише уроку нового матеріалу, використовуючи інформаційні об’єкти окремого розділу, а й комбіновані уроки, уроки повторення та узагальнення, уроки розв’язування задач та оцінювання навчальних досягнень. У конструкторі уроків можуть використовуватися інформаційні об’єкти з довільного розділу та блоку та з різноманітною метою. Використання конструктора уроків дозволить учителеві значно розширити навчально-пізнавальний потенціал сучасного уроку фізики в загальноосвітній школі.
До складу програмно-методичного комплексу входить спеціальний комп’ютерний тренажер із розв’язування фізичних задач. Він передбачає можливість ілюстрації (прикладів) розв’язування найбільш типових фізичних задач з даного розділу або модулю, а також комп’ютерної перевірки правильності самостійно розв’язаних учнями задач. Наприклад, у третьому розділі «Зміна агрегатних станів речовини. Теплові машини» програмно-методичним-комплексом передбачено розв’язування задач з урахуванням процесів плавлення і кристалізації, а також з урахуванням процесів пароутворення та конденсації. Кожний блок «Розв’язування задач» розпочинається з кількох (два, три) прикладів розв’язування задач (повна умова, скорочена умова, переведення одиниць в систему СІ, отримання формул, підстановка фізичних величин та перевірка розмірностей, відповідь). Потім учням пропонується самостійно розв’язати задачі, структуровані за рівнями складності (початковий, середній, достатній), по три задачі на кожний рівень. Коли учень самостійно розв’язав задачу, він може ввести у спеціальне вікно отриману відповідь. Якщо відповідь правильна, система заохочує учня. Якщо введена відповідь неправильна, учню пропонується спробувати ще. Якщо і після цього учень отримує неправильну відповідь, система виводить на екран поступово основні етапи розв’ня задачі, обчислення та відповідь.
Програмно-методичний комплекс «Фізика – 8» містить 11 віртуальних лабораторних робіт (згідно програми). Комп’ютерні лабораторні роботи можуть виконуватися з метою підготовки до виконання реальної лабораторної роботи в фізичному кабінеті, або після її виконання з метою закріплення отриманих вмінь і навичок та розширення можливостей шкільного фізичного експерименту. У віртуальних лабораторних роботах реалізовано комп’ютерні моделі фізичних явищ та пристроїв і механізмів (наприклад, модель електричного кола з джерелом живлення, реостатом, амперметром, вольтметром і т. д., модель електромагніту, модель електричного двигуна). Важливою особливістю віртуальних робіт ПМК «Фізика – 8» є реалізація діяльнісного підходу у навчанні фізики. Учень має можливість не лише спостерігати на моделі за протіканням фізичного явища або роботою пристрою, а й брати безпосередню участь в управлінні цим процесом. Система дозволяє учневі самостійно вибирати обладнання для виконання лабораторної роботи, виконувати з’єднання елементів електричних кіл (за допомогою вказівки мишки), вмикати та вимикати струм в електричних колах, змінювати характеристики електричних кіл (напругу, силу струму, напрям струму електричному колі) і т.д. У моделях, що використовуються в лабораторних роботах, реалізовано математичний апарат, який дозволяє змінювати вхідні параметри досліджуваного процесу і отримувати вихідні дані, що відповідають характеристикам реальних фізичних явищ та процесів. Так, наприклад, зміна положення повзунка реостата зумовлює відповідні зміни сили струму в колі при сталій напрузі згідно закону Ома для ділянки кола; внесення залізного осердя в котушку зі струмом зумовлює підсилення її магнітного поля, що фіксується за допомогою магнітної стрілки і т. д. Кожна комп’ютерна лабораторна робота крім короткого опису з основними завданнями, містить контрольні питання, на які пропонується відповісти учневі після виконання роботи. Контрольні питання реалізовані у вигляді тестів з одиничним або множинним вибором варіантів правильної відповіді. Таким чином, програмно-методичний комплекс «Фізика – 8» може бути використаний у поєднанні з традиційними педагогічними засобами для організації навчальних занять різних типів та форм. Багатофункціональні можливості ПМК «Фізика – 8» забезпечують високу індивідуалізацію навчання фізики учнів 8 класу загальноосвітньої школи, а широке використання імітаційного моделювання дає можливість отримувати динамічні моделі фізичних явищ і процесів та візуалізувати фізичні процеси. При цьому метою ПМК не є підміна функцій вчителя загальноосвітньої школи та заміна реального фізичного експерименту віртуальним. При комплексному використанні ПМК «Фізика – 8» удосконалюється робота вчителя фізики з підготовки та проведення навчальних занять, розширюються можливості шкільного фізичного експерименту, поглиблюється розуміння фізичного змісту фізичних явищ та процесів. |
| Жук Ю. О. Використання засобів нових інформаційних технологій для... Використання засобів нових інформаційних технологій для графічного репрезентування |
Використання електронних навчальних посібників при викладанні географії Але не можна вважати електронним навчальним посібником відсканований або переведений в електронний формат підручник або атлас, оскільки... |
| Роль інформаційно-комунікаційних технологій у викладанні фізики Використання персональних компютерів та програмно-методичних комплексів сприяло появі нового, дуже цікавого способу співпраці між... |
Методика навчання фізики як наука. Методологія педагогічних досліджень Актуальні проблеми методики навчання фізики Вступ. Методика навчання фізики як наука |
| Напівпровідників, а в 1998 р. – докторську дисертацію за спеціальністю... Богдан Арсентійович Сусь, професор кафедри загальної і теоретичної фізики Національного технічного університету України "КПІ" |
КУРСОВА РОБОТА Розрахунково-графічна робота (РГР) виконується самостійно студентами протягом ІІ навчального семестру. Завдання на РГР видає викладач... |
| КУРСОВА РОБОТА Розрахунково-графічна робота (РГР) виконується самостійно студентами протягом ІІ навчального семестру. Завдання на РГР видає викладач... |
Роль елементів цікавої фізики в підвищенні ефективності навчально-виховного процесу В умовах сучасного диференційного навчання методика використання цікавої навчальної інформації,розширює можливості засвоєння учнями... |
| Закони України Курсова робота з дисципліни «Фінанси підприємства» є складовою частиною навчального плану підготовки бакалаврів з менеджменту |
КУРСОВА РОБОТА «Створення тестів для контролю навчально-пізнавальної діяльності старшокласників на уроках профільного навчання за допомогою інструментальних... |