Статья «Использование ИКТ при проведении виртуальных лабораторных работ по физике»

Использование ИКТ при проведении виртуальных лабораторных работ по физике

Анохина Г. И. Учитель физики и математики МОУ «СОШ с. Алексашкино Питерского района Саратовской области»

Обучение физике нельзя представить только в виде теоретических занятий, даже если учащимся на занятиях показываются демонстрационные физические опыты. Ко всем видам чувственного восприятия надо обязательно добавить на занятиях “работу руками”. Это достигается при выполнении учащимися лабораторного физического эксперимента, когда они сами собирают установки, проводят измерения физических величин, выполняют опыты.Лабораторные занятия вызывают у учащихся очень большой интерес, что вполнеестественно, так как при этом происходит познание учеником окружающего мирана основе собственного опыта и собственных ощущений.

Лабораторная работа является методом исследования, обеспечивающим научность школьного курса. При выполнении лабораторных работ развиваются и закрепляются навыки и умения, что очень важно в процессе обучения. Но не секрет, что зачастую на уроках физики не хватает наглядных пособий, приборов и материалов. Что делать? Как провести лабораторную работу по теме?

В современных условиях интенсивного развития информационных технологий возникает необходимость в создании иной образовательной среды. В настоящее время актуальным является вопрос использования программно-педагогических и телекоммуникационных средств в учебном процессе школы и, в частности, при обучении физике.

Каждый учитель знает, что  процесс обучения зависит не столько  от деятельности учителя, сколько  от активности учеников и их желания получить знания. Направление учеников на творческую работу наилучшим образом способствует включение в школьную программу уроки с применением компьютера.        Современные мультимедийные компьютерные программы и телекоммуникационные технологии открывают учащимся доступ к нетрадиционным источникам информации - электронным гипертекстовым учебникам, образовательным сайтам, системам дистанционного обучения и т.п., это призвано повысить эффективность развития познавательной самостоятельности и дать новые возможности для творческого роста школьников. 

Возможностей использования ИКТ на уроках физики огромное множество.

1. Объяснение новой темы - объяснение  и демонстрации при помощи электронных

 учебников,  сайтов Интернета, обучающих и познавательных программ, просмотр видеороликов,  CD-дисков, готовых уроков, презентаций. Учитель в данном случае служит проводником и   помогает детям делать обобщения и выводы.

2. Опрос по теме - тест On-line,  расположенный в Интернете, либо на CD -диске   или  созданный самим учителем при помощи тестмейкера.

3. Работа с энциклопедией, где учащиеся знакомятся с биографией ученых, с историей открытий   и изобретений, прослеживание хронологию физических открытий и изобретений.

5. Закрепление материала - работа с обучающими программами.

6. Проведение  виртуальных лабораторных работ.

7. Перевод единиц при помощи специальных программ.

8. Работа с табличными физическими величинами.

Чтобы ответить на поставленный вначале вопрос: Как проводить лабораторные работы, когда недостаточно оборудования? На помощь приходят виртуальные лабораторные работы.

Виртуальные лабораторные работы имеют целый ряд преимуществ: существует возможность непосредственно наблюдать, исследовать, экспериментально проверять правильность теоретических предположений, что значительно увеличивает эффективность урока. Можно осуществить эксперимент, который в обычных условиях невозможен (например, если процесс долговременный или требующий специальных установок), можно попробовать экспериментировать и с «эффектом Доплера».

Виртуальные работы имеют и недостатки: они не дают возможности развивать практические навыки учащихся по измерению физических величин, использованию измерительных инструментов, не обучают методике проведения физических опытов и экспериментов. Но выполнив виртуальную работу, ученики, если это будет необходимо легче сориентируются при выполнении такой же реальной работы. Поэтому нецелесообразно полностью отказываться от реальных работ в пользу виртуальных.

На начальном этапе обучения физике (7-9 классы) большую пользу имеют реальные работы, т.к. у подростков более развита предметная деятельность, чем наглядно-образное мышление. А вот в старших классах (10-11), когда обучение учащихся основано на теоретическом уровне обобщения, можно использовать компьютерные модели, развивающие логику и мышление учащихся.

Также в своей работе я использую «Виртуальную физическая лабораторию», выпущенную издательством «Дрофа». «Лабораторные работы по физике» предназначены для выполнения лабораторных работ 7—11 классов,/7-9кл/ предусмотренных школьной программой. Дети на уроках с удовольствием работают с компьютером, данная программа удобна в использовании, инструкции даны в доступной форме и в поэтапном изложении, есть возможность вернуться к началу работы и повторить эксперимент для лучшего усвоения материала. Лабораторные работы дополняют новый материал, эти работы можно использовать для изучения нового материала и для его закрепления.

Например, в 9 классе лабораторную работу «Изучение равноускоренного движения», провожу  по группам, одна группа – реально выполняющие работу, а другая – выполняющие виртуальную лабораторную работу.

 В обеих группах план проведения работы одинаков:

1. Повторение теории

2. Предложите исследование  вопроса: является ли движение шарика по желобу равноускоренным?  Использовать только предложенное оборудование.

3.  Ход исследования:  не меняя высоту наклона желоба, определяем ускорения шаров при прохождении разных расстояний, затем меняем высоту наклона желоба и снова проводим соответствующие измерения и расчеты.

4. Сравнивая полученные результаты сделать вывод.

Затем сравниваем выводы групп ребят, и оказывается, что выполнявшие виртуальную работу обратили внимание на то, что при увеличении угла наклона ускорение возрастает, о чем не сказали дети, реально выполнявшие работу. Время выполнения виртуальной работы меньше времени, т.к. отчет формируется в процессе выполнения работы  и ребята смогли выполнить проверочный  тест по теме, на что не осталось времени у другой группы ребят.

Поэтому можно выделить преимущества проведения виртуальной лабораторной работы перед традиционной:

1. Нет необходимости собирать заново всю установку перед каждым уроком, тратить время на осмотр приборов, на укладку их на место.

2. Техника безопасности на порядок выше, чем в обычных условиях

3. Можно за короткое время провести несколько экспериментов при разных начальных условиях, а потом обобщить результаты и сделать выводы.

4. Можно замедлить или ускорить время демонстрации.

Как видим, что преимущества  и недостатки есть и у тех и у других лабораторных работ, но  в ходе опроса учащихся (через неделю после проведения лабораторных работ), оказалось, что учащиеся, требущие  более четкого руководства отдают предпочтение виртуальным работам (это более «слабые» дети). А ученики  со средним или высоким уровнем успеваемости  готовы потратить на эксперимент больше времени, зато «прочувствовать» его. Поэтому в школьной практике нужно вводить виртуальные работы, не заменяя реальные, а лишь дополняя их.

Любая замена реальных физических объектов их экранными изображениями, выполнение работ с виртуальными  приборами, безусловно, развивает у учащихся умения наблюдать, измерять физические величины, проводить опыты и исследовать зависимости разных физических величин, исследовать устройства физических приборов. Однако при этом формируются совершенно иные умения. Они не лучше и не хуже умений, которые формируются при работе с реальными объектами, они – другие! Подобная замена не может быть равнозначной, поэтому следует признать, что внедрение в процесс изучения компьютерных аналогов вместо живой реальности неизбежно влечет искажение содержания предметов, в которых значимой частью является учебная работа с реальными объектами. Все это следует пояснять учащимся при работе с виртуальными приборами, и включать их в учебный процесс только в тех случаях, когда их применение целесообразно. Грамотное сочетание реальных и виртуальных экспериментов позволит добиться более глубокого понимания их сути.

В заключение хотелось бы сказать, что новые средства специального обучения, основанные на использовании информационных технологий должны дополнять, но не вытеснять традиционные. Они обладают строго определенными функциями в учебном процессе и используются на определенных этапах обучения. Но, тем не менее, современный педагог просто обязан уметь работать с современными средствами обучения. Ведь использование в работе учителя мультимедиа проектора, электронной доски и компьютера, обеспечивающего выход в Интернет, помогает делать обучение более разнообразным, интересным, увлекательным и индивидуальным.

Литература

1. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии. – М., «Народное образование», 1998.

2. Полат Е.С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования. – М., 2002.

3. Физика. Методическая газета для преподавателей физики № 19,2007;  №9 2008; №5 2008.

3. Методика преподавания физики в 7-8 классах средней школы. // Под ред. А. В. Усовой. — Москва: Просвещение, 1990.

5. CD Виртуальные лабораторные работы.