ІКТ супровід уроків фізики

Сьогодні в умовах інформатизації освіти відкриваються нові можливості для організації ефективної взаємодії суб'єктів освітнього процесу. Актуальність використання інформаційних технологій і можливостей мереж підтверджується стратегічними напрямами розвитку освіти в Україні. Одне з основних завдань яких – підвищення якості освіти на основі розвитку і використання інформаційних і комунікаційних технологій.

Інформаційні технології – це сукупність методів, засобів і прийомів, що використовуються з метою збирання, зберігання, опрацювання, розповсюдження, відображення  та використання різноманітних даних задля інтересів і потреб користувачів.

Сучасний світ неможливо представити без комп’ютерних технологій, вони досить міцно увійшли практично в усі сфери діяльності людини. Освітній процес не є виключенням.

Інформаційно-комп’ютерні технології – це поєднання інформаційних технологій з комунікаційними для вирішення різноманітних задач сучасного освітньо-інформаційного процесу.

Впровадження інформаційних технологій у процес навчання, створює принципово нові педагогічні інструменти, надаючи вчителю, тим самим, і нові можливості. При цьому змінюються не тільки функції педагога, значно розширюється і сектор самостійної навчальної роботи  учнів. ІКТ відкривають можливості для вдосконалення діяльності вчителя за рахунок організації особистісно-орієнтованого навчання на вищому рівні. Все це націлює вчителя на творчий пошук нових шляхів реалізації освітніх, виховних і розвиваючих цілей засобами ІКТ.

Аналіз існуючих можливостей інформаційних технологій з точки зору проблем освіти дозволяє виділити п'ять нових педагогічних інструментів:

інтерактивність,

мультимедіа,

моделювання,

комунікативність,

продуктивність.

Інформаційно-комунікаційні технології використовую з різною метою та на різних етапах уроку:

·         ілюстративне, наочне пояснення матеріалу;

·         самостійне навчання без діяльності вчителя;

·         самостійне навчання за допомогою вчителя-консультанта;

·         часткова заміна (вибіркове використання додаткового матеріалу);

·         використання: тренінгових програм; діагностичних і контролюючих матеріалів;

·         виконання домашніх самостійних і творчих завдань;

·         використання комп'ютера для обчислень, побудови графіків; програм, що імітують досліди і лабораторні роботи; ігрових програм; інформаційно-довідкових систем;

·         організація проектної діяльності учнів;

·         дистанційне навчання.

Застосування комп'ютерних моделей на уроках фізики при реалізації різних методів навчання

Комп'ютерні моделі (КМ) – один з нових видів навчальних об'єктів. Базуються, як правило, на якісних фізичних і математичних моделей реальних об'єктів і процесів навчальні комп'ютерні моделі як новий засіб наочності не можна порівняти за ефективністю з жодним іншим цифровим об'єктом.

Переваги комп'ютерних моделей цілком очевидні. Комп'ютерні моделі дозволяють:

·         вивчати фізичні явища і технічні об'єкти на рівні, доступному розумінню, крім звернення до нерідко громіздкого опису безлічі деталей і аналізу складних математичних викладок; акцентувати, завдяки спрощеній формі подання явища і ефекти мультимедіа, увагу на головному (суттєвому) у його утриманні;

·         вивчати явище в "чистому" вигляді, точно відтворюючи необхідні умови його протікання;

·         спостерігати явище в динаміці (тобто фіксувати його розвиток у просторі й часі);

·         супроводжувати роботу моделі візуальною інтерпретацією закономірних зв'язків між параметрами досліджуваної системи у формі динамічних графіків, діаграм, схем тощо;

·         здійснювати операції, неможливі в реальності, зокрема: змінювати просторово-часові масштаби протікання явища; задавати і змінювати параметри досліджуваної системи об'єктів, не побоюючись за її стан, а також безпеку і збереження середовища оточення.

Орієнтація на узагальнені плани при організації роботи учнів з комп'ютерними навчальними моделями є принципово важливою, оскільки дозволяє отримати максимально повну навчальну інформацію, закладену в них автором-розробником. Робота з такими інструкціями незабаром призводить до формування в учнів загальних підходів до вивчення (дослідження) комп'ютерних моделей і становленню узагальнених умінь.

Не менш важливим є цілеспрямоване формування в учнів уміння самостійно будувати відповідь за текстом, що включає комп'ютерні моделі на основі відповідних узагальнених планів, і відтворювати по ходу відповіді найважливіші етапи роботи моделей у вигляді малюнків.

Основні проблеми та суперечності використання ІКТ на уроці фізики

Розглянемо дві основні проблеми у викладанні фізики:

1) Багато явищ в умовах шкільного фізичного кабінету не можуть бути продемонстровані. Це, наприклад, явища мікросвіту, швидко протікаючі процеси, досліди з приладами, відсутніми в кабінеті. В результаті учні зазнають труднощів в їх вивченні, так як не в змозі подумки їх представити. Комп'ютер може не тільки створити модель таких явищ, але також дозволяє змінювати умови протікання процесу, "прокрутити" з оптимальною для засвоєння подачею навчального матеріалу.

2) Фізика – наука експериментальна. Вивчення фізики важко уявити без лабораторних робіт. На жаль, обладнання фізичного кабінету не завжди дозволяє провести складні лабораторні роботи, що вимагають більш складного сучасного обладнання. Комп'ютерна ж лабораторія дозволяє безпосередньо на очах у дітей та за їх участю проводити вимірювання, обробляти отримані результати і демонструвати графіки досліджуваних фізичних величин на екрані. З їх допомогою можна стежити за миттєвими значеннями відстані до об'єкта, температурою, тиском, параметрами змінного і постійного струмів, магнітним полем, освітленістю, поворотом тіла, інтенсивністю звуку. Зрозуміло, комп'ютерна лабораторія не може замінити справжню фізичну лабораторію. Тим не менш, виконання комп'ютерних лабораторних робіт вимагає певних навичок, характерних і для реального експерименту – вибір початкових умов, встановлення параметрів досвіду і т. д.

Проектування уроку з використанням ІКТ вимагає від учителя великих тимчасових витрат, терпіння, посидючості. Природно, що моделювання різних явищ у жодному разі не замінить справжніх, "живих" дослідів і експериментів, але в поєднанні з ними дозволяє на більш високому рівні пояснити сенс того, що відбувається. Спираючись на власний досвід, можу з упевненістю стверджувати, що використання інформаційно-комунікаційних технологій за умови правильного визначення їх дидактичної ролі та місця на уроці, оцінки оптимальності та доцільності застосування, викликає в учнів інтерес, мотивує школярів,  дозволяє ефективніше використовувати час уроку, швидко встановити зворотний зв'язок з учнями. Інформаційні технології підвищують інформативність уроку, ефективність навчання, додають уроку динамізм і виразність.

Підсумком роботи є більш глибоке розуміння учнями сутності фізичних явищ, здатність самостійно ставити перед собою проблему і знаходити шляхи її вирішення, висувати гіпотези і перевіряти їх експериментально. Застосування сучасних ІКТ на уроках фізики розкриває нові можливості в навчанні, дозволяє розвивати творчі здібності учнів, активізувати пізнавальну діяльність і підвищувати мотивацію до навчання і, таким чином, визначає перспективи розвитку його особистості, стратегії майбутнього дорослого життя.

Застосування ІКТ на уроках дає можливість вчителю скоротити час на вивчення матеріалу за рахунок наочності і швидкості виконання роботи, перевірити знання учнів в інтерактивному режимі, що підвищує ефективність навчання, допомагає реалізувати весь потенціал особистості – пізнавальний, моральний, творчий, комунікативний і естетичний, сприяє розвитку інтелекту, інформаційної культури учнів.

Засіб інтеграції текстової інформації і мультимедіа (звук, відео, анімації) робить процес пізнання більш привабливим за барвистості комп'ютерної графіки, дозволяє краще розвивати наочно-образне мислення. Включення в мультимедійний конспект узагальнюючих таблиць, формул, необхідних ілюстрацій та анімаційних моделей сприяє більш інтенсивної організації навчального процесу. ІКТ не покликані замінити класну дошку і класичні форми навчання, а тільки допомогти вчителю пояснити тему найбільш ефективним способом.  Тоді, коли потрібно продемонструвати процес, створити яскравий образ і т. п. Коли без мультимедійності пояснити в повному обсязі, яскраво й вичерпно представляється скрутним. Наприклад, коли потрібно показати молекулярну структуру речовини, явища мікросвіту та ін.

Досвід моєї роботи показує, що такі уроки викликають в учнів справжній інтерес, дозволяючи здійснювати принцип розвиваючого навчання, що приводить до підвищення якості знань.

 Існують різноманітні форми роботи з використанням ІКТ на уроках фізики, наприклад такі як: створити власний фізичний проект по обраній темі, створити програму, що дозволяє вивчати та перевіряти знання з фізики, оформити науково-дослідну роботу, реферат, провести інтерактивний урок, знайти сайти з фізики в Інтернеті і працювати з ними.

Широкі мультимедійні можливості дозволяють використовувати ІКТ для унаочнення та моделювання фізичних явищ, процесів під час фронтального та демонстраційного експерименту, під час проведення лабораторних робіт як супровід лекційного матеріалу, як засіб моделювання, під час розв‘язку задач, комп‘ютеризованих практикумів тощо.

Однією з беззаперечних переваг засобів мультимедіа є можливість розроблення на їх основі інтерактивних комп'ютерних презентацій з фізики.

Підготовка презентацій – серйозний, творчий процес, кожен елемент якого має бути продуманий і осмислений з точки зору сприйняття учня. На підготовку однієї презентації до конкретного уроку з використанням засобів анімації, графіки, аудіозасобів, фрагментів тих же мультимедійних енциклопедій витрачається досить багато часу. Зате готова продукція дозволяє відмовитися від всіх інших видів наочності й максимально зосередити увагу вчителя на ході уроку.

Їх можна використати як під час проведення різних типів уроків (вивчення, закріплення нового матеріалу, комбінований, повторювально-узагальнюючий тощо), так і на різних етапах уроку.

На мою думку, добре підготовлені та методично продумані слайдові презентації (карти, таблиці, схеми, фото, документи, завдання, шаблони виконання завдань) – це найкращий вид унаочнення, що дозволяє підійти до процесу навчання творчо, урізноманітнити способи подачі матеріалу, поєднувати різні організаційні форми проведення занять із метою отримання високого результату.

Основним напрямком науково-пізнавальної діяльності учня на таких уроках є закріплення вивченого матеріалу, ознайомлення з методами розв'язування завдань, перевірка знань та умінь. Використання комп'ютера дає учням можливість наочно прослідкувати всі етапи розв'язування задачі, весь процес отримання розв'язку, в тому числі за різними методами, що значно покращує розуміння сутності досліджуваних процесів і явищ. Завдяки використанню ПК на уроках фізики учні можуть мати доступ до більших об'ємів інформації, а також розв'язувати задачі, набагато складніші. При розв‘язуванні текстових фізичних задач за допомогою комп‘ютера у залежності від дидактичних цілей і рівня підготовки учні можуть:

 використовувати готову програму для розв‘язування задачі;

 самостійно складати алгоритм розв‘язування задачі;

 самостійно складати програму для розв‘язування задачі.

 Застосування ІКТ, конструювання уроків-презентацій надає уроку специфічної новизни, дозволяє за короткий відрізок часу подати великий об‘єм матеріалу, але подати його так, щоб учні поглибили, деталізували їх через виникнення нових яскравих образів та асоціацій. Мультимедійні презентації поліпшують наочність подачі матеріалу. До того ж мультимедійні презентації на 10-15% прискорюють темп уроку. Вивчення питання щодо використання ППЗ при вивченні фізики показало доцільність їх впровадження у навчально-виховний процес.

Кілька слів потрібно сказати про розробки комп'ютерних уроків. Існує величезна кількість готових програмних продуктів, які можуть бути використані вчителем при проведенні сучасних уроків із застосуванням інформаційних технологій. Причому, подібні програми можуть бути використані як в повному запропонованому обсязі, так і моделюватися вчителем під конкретний урок і конкретні завдання. Головні достоїнства всіх цих програм, це наочне уявлення модельованих фізичних явищ, дикторський текст плюс можливість багаторазового його повторення, гіперпосилання, що дозволяють швидко знайти потрібну інформацію, наочність фізичних законів, моделей, таблиць, плакатів, схем, ілюстрацій. Методи контролю: усний і письмовий опитування, контрольна робота, самостійна робота, тестові завдання, самоконтроль і самооцінка, показ презентацій уроків, слайдів.

Це такі програми, як: «Електронні уроки і тести» в 6 томах. ЗАТ «Новий Диск», 1С: Школа. Фізика, 7-11 класи «Бібліотека наочних посібників», «Інтерактивний курс фізики для 7-11 класів». С. М. Козел, В. А. Орлов, Н.Н. Гомулина, Н.Н. Соболєва, А. Ф. Кавтрев, «Бібліотека електронних наочних посібників», «Відеозадачник з фізики» А. В. Фішман, А. В. Скворцов, Н. В. Даминов. "Фізика в картинках", "Відкрита фізика 1.1", "Відкрита фізика 2.0", "Уроки фізики Кирила і Мефодія", "Репетитор з фізики Кирила і Мефодія". Більшість з них зроблено професійно, мають красиву графіку, містять хороші мультиплікації, вони багатофункціональні, словом, мають масу достоїнств. Але в більшості випадків вони не вписуються в тематику уроку. З їх допомогою неможливо досягти всіх цілей, поставлених вчителем на уроці. Комп'ютерні уроки потребують особливої підготовки. До таких уроків доводиться вчителю самому писати розробки, поєднуючи в них і справжні, і віртуальні експерименти.

На жаль, на сьогоднішній день не завжди можна ними скористатися з ряду причин: недостатня технічна оснащеність, трудомісткість, наявність вільного комп'ютерного класу. Використання ІКТ на заняттях, в кожному конкретному випадку доводиться вирішувати проблему доречність застосування і співвідношення комп'ютерних і реальних експериментів.

Підводячи підсумки, хотілося б відзначити, зрозуміло, що комп'ютерні технології не можуть повністю замінити, ні натуральний експеримент, ні лабораторні роботи, ні самого вчителя, але використання їх в розумних межах і в хорошому поєднанні, дають більш високу оцінку засвоєння матеріалу навчаються. У наш час застосування комп'ютера на уроках, це сприяє підвищенню мотивації до вивчення фізики, розвиває наочно-образне мислення, моторні і вербальні комунікативні навички учнів, формує навички роботи з інформацією (пошук, відбір, переробку, упорядкування та ін).

Застосування нових інформаційних технологій у навчанні дозволяє розглядати учня, як центральну фігуру навчального процесу і веде до зміни стилю взаємовідносин між його суб'єктами. При цьому вчитель перестає бути основним джерелом інформації й займає позицію людини, що організовує самостійну діяльність учнів і керує нею. Його основна роль полягає тепер у постановці цілей навчання, організації умов, необхідних для успішного вирішення освітніх завдань. Організація навчання на основі технологічного підходу дозволяє не тільки задовольняти освітні запити кожного учня у відповідності з його індивідуальними здібностями, але і створювати умови для самореалізації, саморозвитку, самовираження. Нові інформаційні технології, мультимедійні продукти — це крок до підвищення якості навчання учнів і в кінцевому підсумку до виховання нової особистості — відповідальною, знає, здатної вирішувати нові завдання, як за предметом, так і життєві.

Хочеться відзначити, що разом із суттєвими перевагами використання в процесі навчання ІКТ існують певні недоліки і проблеми та обмеження їх застосування.

Переваги	Недоліки, проблеми використання
Наочність, образотворчість	Тривала підготовка до уроку, пов'язана з підбором готових ЕОР, створенням власних ресурсів
Можливість одночасного відтворення на екрані комп'ютера і в звуці деякої сукупності об'єктів, представлених різними способами	Перевантаженість  демонстраціями, перетворення уроку в зорово-звукову, літературно-музичну композицію при неправильному визначенні дидактичної ролі ІКТ
Варіативність представлення навчального матеріалу	Недостатня методична підготовленість вчителя в частині використання ІКТ на конкретному уроці
Інтерактивність (у ряді випадків)	Відсутність мережевих версій та інтерактивності деяких готових ЦОР
Раціональне використання часу уроку (при правильному визначенні дидактичної ролі ІКТ)	Небезпека зменшення міжособистісного спілкування при перевантаженні уроку ІКТ і зневагою іншими формами організації навчальної діяльності
Моделювання процесів, які важко продемонструвати в умовах шкільної лабораторії	Відмова від "живого" експерименту, який дозволяє провести матеріально-технічне оснащення кабінету, на користь електронного; як наслідок відсутність прямого дослідження дійсності
Можливість зміни умов протікання процесу, уповільнюючи або прискорюючи процес	Слабка забезпеченість освітніх закладів сучасним обладнанням
Вивчення об'єкта в русі, зміні, розвитку
Об'єктивність і швидкість оцінювання в комп'ютерному тестуванні
Математична обробка результатів
Організація самоконтролю в зручний час	Посилення соціальної нерівності при організації домашньої роботи учнів з використанням ІКТ (якщо не передбачена можливість підготовки учня до уроку в комп'ютерному шкільному кабінеті)
Організація самостійної пошукової, дослідницької діяльності
Використання великої бази об'єктів для підготовки виступів, доповідей, рефератів, презентацій
Можливість віртуальної екскурсії
Оперативне отримання інформації енциклопедичного характеру	Ризик одержання недостовірної інформації з мережі Інтернет при відсутності джерела перевірки

 

Перш за все для їх повноцінного використання у навчальному процесі вчителям потрібен постійний доступ до комп‘ютерів.

Сьогодні ж більшість навчальних закладів України не мають змоги забезпечити кожного викладача сучасним комп‘ютером, не кажучи вже про коштовну мультимедійну апаратуру (проектор, інтерактивну дошку тощо). Та, незважаючи на все, сучасний педагог просто зобов'язаний уміти працювати з сучасними засобами навчання хоча б заради того, щоб забезпечити одне знай головніших прав – право на якісну освіту.