Коллеги - педагогический журнал Казахстана
Учительские университеты
| Главная » Статьи » В помощь учителю » Физика |
Электронная лабораторная работа по физике как средство формирования информационной компетентности учащихся
| Электронная лабораторная работа по физике как средство формирования информационной компетентности учащихся Важное место в формировании практических умений и навыков у учащихся на уроках физики отводится демонстрационному эксперименту и фронтальной лабораторной работе. Физический эксперимент на уроках физики формирует у учащихся накопленные ранее представления о физических явлениях и процессах, пополняет и расширяет кругозор учащихся. В ходе эксперимента, проводимого учащимися самостоятельно во время лабораторных работ, они познают закономерности физических явлений, знакомятся с методами их исследования, учатся работать с физическими приборами и установками, то есть учатся самостоятельно добывать знания на практике. Но для проведения полноценного физического эксперимента, как демонстрационного, так и фронтального необходимо в достаточном количестве соответствующее оборудование. В настоящее время школьные лаборатории по физике не достаточно оснащены приборами по физике и учебно-наглядными пособиями для проведения демонстрационных и фронтальных лабораторных работ. Имеющееся оборудование не только пришло в негодность, оно также морально устарело и имеется в недостаточном количестве. В наших школах на сегодняшний день очень мало оборудования для проведения физического эксперимента, особенно для фронтальных лабораторных работ. Но даже при полной укомплектованности лаборатории физики требуемыми приборами реальный эксперимент требует очень много времени на подготовку и его проведение. При этом из-за значительных погрешностей измерений, временных ограничений урока реальный эксперимент часто не может служить источником знаний о физических законах, так как выявленные закономерности имеют лишь приближенный характер, зачастую правильно рассчитанная погрешность превышает сами измеряемые величины. Таким образом, провести полноценный лабораторный эксперимент по физике при имеющихся в школах ресурсах затруднительно. Результатом этого является то, что: В настоящее время все кабинеты физики оборудованы интерактивными досками и лабораторией по физике, но данного оборудования не достаточно для проведения фронтальных лабораторных работ. Ученики не могут представить некоторые явления макромира и микромира, так как отдельные явления, изучаемые в курсе физики средней школы невозможно наблюдать в реальной жизни и, тем более, воспроизвести экспериментальным путем в физической лаборатории, например, явления атомной и ядерной физики и т.д. Невозможно подкрепить теоретические знания учащихся практическими посредством физического эксперимента, так как в лаборатории нет необходимого физического оборудования для его проведения. Выполнение отдельных экспериментальных заданий в классе на имеющемся оборудовании происходит при заданных определенных параметрах, изменить которые невозможно. В связи с этим невозможно проследить все закономерности изучаемых явлений, что также сказывается на уровне знаний учащихся. И, наконец, невозможно научить учащихся самостоятельно добывать физические знания, то есть сформировать у них информационную компетентность, применяя только традиционные технологии обучения. Применение только традиционной методики проведения физического эксперимента приводит к низкому уровню умений и практических навыков учащихся по физике. Ученики не умеют анализировать, понимать и интерпретировать графики и таблицы, полученные в ходе эксперимента, не умеют объяснять суть физических явлений, не понимают закономерности физических процессов, не умеют самостоятельно добывать нужную информацию из различных источников, в том числе электронных. Это влияет на формирование информационной компетентности и уровень обученности учащихся по физике. В связи с этим, появляется идея: Если проводить физический эксперимент и фронтальные лабораторные работы, используя виртуальные модели посредством компьютера, то можно скомпенсировать недостаток оборудования в физической лаборатории школы и, таким образом, научить учащихся самостоятельно добывать физические знания в ходе физического эксперимента на виртуальных моделях, то есть появляется реальная возможность формирования необходимой информационной компетентности у учащихся и повышения уровня обученности учащихся по физике. В настоящее время наши школы достаточно хорошо оснащены компьютерной техникой. В школах имеется по два три и более компьютерных и мультемедийных классов. Оснащенность школ компьютерной техникой позволяет скомпенсировать недостаток оборудования в кабинетах физики применяя информационные технологии. Проблема заключается в том что у нас нет достаточного количества цифровых ресурсов. Если раньше можно было использовать российские цифровые ресурсы «Единая коллекция цифровых общеобразовательных ресурсов» , то в настоящее время нам, как иностранцам, доступ к нему закрыт. Имеются и наши Казахстанские разработки , но их недостаточное количества и качество желает лучшего. Но среди этих разработок имеются программы , общедоступные для всех (не лицензионные) и очень качественные , которые позволяют решать многие экспериментальные задачи и проводить фронтальные лабораторные работы .Одной из таких программ является программа по электричеству «Начала ЭЛЕКТРОНИКИ» .Программа создана в Учебной Лаборатории Компьютерного моделирования механико- математического факультета НИИ Казахского Государственного Национального университета имени Аль.Фараби. Работа выполнена по заказу мери г Алма- аты и опубликована в интернете на сайте http://elektronika.newmail.kz , как дар мери всем школьникам. Данная программа позволяет решить многие проблемы которые возникают в кабинетах физики при проведении фронтальных лабораторных работ по разделу физики «Электродинамика» Кабинет физики должен быть электрифицирован и соответствовать нормам техники безопасности. Наличие исправного и необходимое количество оборудования для проведения фронтальных лабораторных работ по разделу «Электричество». Мы для проведения фронтальных лабораторных работ используем устаревшее оборудование (амперметры и вольтметры) параметры измеряемых величин у которых изменить нельзя. Которые в настоящее не выпускаются и на практике не применяются. То, есть мы заранее обучаем тому, чем в дальнейшем человек на практике пользоваться не будет. Применение программы «Начала ЭЛЕКТРОНИКИ» позволяет решить эти проблемы. 1.Данную лабораторную работу можно выполнять индивидуально каждому ученику (проводить одновременно в двух класс). 2.Имеется в достаточном количестве необходимое оборудование с любыми параметрами. 3.Для измерения применяем современный измерительный прибор Мультиметр, который позволяет измерять необходимые электрические величины (силу тока, напряжение, сопротивление) в любых необходимых приделах. 4.Данная программа позволяет ученик наглядно собирать любые электрические схемы при любых заданных параметрах не выводя приборы из строя. 5.Ученики учатся правильно подключать мультиметр и устанавливать на нем необходимые параметры. 6.Если ученик не успел выполнить лабораторную работу, то он может сохранить свои схемы с установленными параметрами и затем на следующем уроке продолжить работу. 7.Приминение данной программы позволяет значительно сократить время на проведение данной лабораторной работы. Желательно перед проведением лабораторной работы на уроке информатики ознакомить с учащихся с работой данной программы и дать ссылку на эту программу чтобы ее установили дома на своих компьютерах .Если ученик освоил работу сданной программой то он достаточно легко справляется с лабораторной работой работой. Приминение компьютерных технологий на уроках физики позволяет формирование практических навыков так ,как виртуальная среда компьютера позволяет оперативно видоизменить постановку опыта, что обеспечивает значительную вариативность его результатов, а это существенно обогащает практику выполнения учащимися логических операций анализа и формулировки выводов результатов эксперимента. Кроме того можно многократно проводить испытание с изменяемыми параметрами, сохранять результаты и возвращаться к своим исследованиям в удобное время. К тому же, в компьютерном варианте можно провести значительно большее количество экспериментов.. Работа с этими моделями открывает перед учащимися огромные познавательные возможности, делая их не только наблюдателями, но и активными участниками проводимых экспериментов. Ещё один позитивный момент в том, что компьютер предоставляет уникальную, не реализуемую в реальном физическом эксперименте, возможность визуализации не реального явления природы, а его упрощенной теоретической модели, что позволяет быстро и эффективно находить главные физические закономерности наблюдаемого явления. Кроме того, учащийся может одновременно с ходом эксперимента наблюдать построение соответствующих графических закономерностей. Графический способ отображения результатов моделирования облегчает учащимся усвоение больших объемов полученной информации. Подобные модели представляют особую ценность, так как учащиеся, как правило, испытывают значительные трудности при построении и чтении графиков. Также необходимо учитывать, что далеко не все процессы, явления, исторические опыты по физике учащийся способен представить себе без помощи виртуальных моделей (например, диффузию в газах, цикл Карно, явление фотоэффекта, энергию связи ядер и т.д.). Интерактивные модели позволяют ученику увидеть процессы в упрощенном виде, представить себе схемы установок, поставить эксперименты вообще невозможные в реальной жизни. Для проведения компьютерного эксперимента на уроках физики в современной школе есть необходимая материальная база, которая позволяет широко использовать возможности по внедрению современных информационных технологий в образовательный процесс. Применение компьютерных технологий позволяет учителю не только применять современные формы и методы обучения, но и помогает повысить скорость и точность сбора и обработки информации об успешности обучения учащихся, благодаря компьютерному тестированию и контролю знаний, позволяет вести экстренную коррекцию. Применение компьютерных технологий повышает и стимулирует интерес учащихся к получению новых знаний, активизирует мыслительную деятельность, благодаря интерактивности, позволяет эффективно усваивать учебный материал. Учащимся предоставляется возможность моделировать и визуализировать процессы, сложные для демонстрации в реальности, проводить самостоятельно исследовательский поиск материалов, опубликованных в Internet, для подготовки докладов и рефератов, тем самым развивать самостоятельность у учащихся, навыки самооценки. Обучение учащихся с помощью компьютерных технологий можно организовать индивидуально, разделять учебный материал по темпу его изучения, по логике и типу его восприятия учащимися. В отличие от таких привычных пассивных форм как лекция, просмотр видео и кинофильмов ученикам, пользователям компьютера, предлагается постоянное участие в происходящем, происходит приобщение и приучение их поисковой творческой деятельности, развивается воображение и модельное видение. Любая учебная компьютерная программа фактически является моделью, отображающей реальность в виртуальном мире. Ученик познает реальность с помощью компьютера через условные понятия и изображения, их нельзя потрогать, но они фактически двумерны. Применение электронных лабораторных работ способствует формированию информационной компетентности у учащихся, они учатся интерпретировать, систематизировать, критически оценивать и анализировать полученную информацию с позиции решаемой им задачи, делать аргументированные выводы, использовать полученную информацию при планировании и реализации своей деятельности в той или иной ситуации, структурировать имеющуюся информацию, представлять её в различных формах и на различных носителях, адекватных их запросам. В ходе обычного урока физики в классе при объяснении нового материала я сама провожу виртуальный эксперимент с применением мультимедийного видеопроектора, ученики наблюдают за ходом физического процесса на экране. Затруднения возникают при проведении фронтального физического эксперимента и лабораторной работы в компьютерном классе, когда сам ученик самостоятельно проводит эксперимент. Дело в том, что нет изданных печатных или электронных пособий, содержащих готовые подробные инструкции для учащихся по выполнению виртуальных лабораторных работ. Ученики не могут самостоятельно проводить виртуальный эксперимент по компьютерной модели без подробной инструкции по его проведению. Проведение фронтальных лабораторных работ по электричеству с использованием цифровых ресурсов выдвигает перед нами задачи : Научить учащихся самостоятельно добывать необходимые знания о физических явлениях и процессах в ходе работы с электронным учебником “Начала ЭЛЕКТРОНИКИ” Научить учащихся проводить самостоятельно виртуальный физический эксперимент при выполнении электронной лабораторной работы. Планируемые образовательные результаты: Применения информационных технологий в процессе обучения позволяет выделить две группы планируемых образовательных результатов: Относительно учащихся: Учащимся предоставляется возможность индивидуальной исследовательской работы с компьютерными моделями, в ходе которой они могут самостоятельно ставить эксперименты, быстро проверять свои гипотезы, устанавливать закономерности физических явлений и процессов. Задается индивидуальный темп обучения для каждого ученика, появляется возможность повторения эксперимента в неурочное время, установив программу “Начала ЭЛЕКТРОНИКИ” на домашнем компьютере. Появляется реальная возможность выполнения компьютерной лабораторной работы, которую невозможно выполнить в условиях школьной лаборатории. Ученики приобретают навыки оптимального использования персонального компьютера в качестве обучающего средства. Учащиеся получают навыки работы с электронными ресурсами Относительно учителя: У учителя высвобождается время для индивидуальной работы с учащимися (особенно с отстающими) Появляется возможность проведения быстрой индивидуальной диагностики результатов процесса обучения. Для этого необходимо четко поставить цель эксперимента и разработать критерии оценки полученных учениками результатов. Получение высокой оценки по предмету является хорошим стимулом для добросовестной работы учеников. Виртуальный лабораторный эксперимент интересен и выполнение его посильно для любого “слабого” ученика. Оформление результатов эксперимента осуществляется в обычной тетради для лабораторных работ и оценивается учителем после окончания работы. Для того, чтобы эксперимент прошел успешно, необходимо вначале научить ученика работать с электронным учебником, этому посвящается несколько первых уроков в компьютерном классе.. Из практики применения данной технологии на уроках физики в течение 3-х лет, наблюдая за процессом познания, я сделала вывод, что формирование данных информационных компетентностей осуществляется практически у всех учеников значительно быстрее и легче, чем другие учебные навыки, благодаря повышенному интересу у старших школьников к компьютерной технике и возможности работать самостоятельно с электронными программами. Для качественного выполнения физического виртуального эксперимента учащимся необходима инструкция по выполнению данного эксперимента, включающая в себя навигацию по нахождению необходимой модели, пошаговый план выполнения эксперимента по данной модели, дается задание по изучению теоретических вопросов по теме эксперимента и решению задачи к данной модели, предлагается ученику сделать вывод по итогам проделанной работы и своим наблюдениям. | |
| Просмотров: 6959 | Комментарии: 2 | |
Среда, 2024-12-18, 12:39 PM
Приветствую Вас Гость
Приветствую Вас Гость
Форма входа |
|---|
Социальные закладк |
|---|
Поиск |
|---|
Друзья сайта |
|---|
Теги |
|---|
Статистика |
|---|