Использование цифровых образовательных ресурсов на уроках физики

Физика — один из самых сложных школьных предметов, как для понимания, так и для преподавания.

Возможности современных электронных средств обучения достаточно широки, чтобы разнообразить учебный процесс и сделать его более увлекательным для любого учащегося, даже наименее мотивированного к изучению физики. Применять информационные технологии на уроках физики можно, используя компьютерные программы и обучающие системы, представляющие собой электронные учебники, учебные пособия, тренажеры, лабораторные практикумы, системы тестирования знаний, системы на базе мультимедиа-технологий. Преподавание физики в школе подразумевает постоянное сопровождение курса демонстрационным и фронтальным экспериментом. С появлением цифровых образовательных ресурсов появилась возможность дополнить «экспериментальную» часть курса физики и значительно повысить эффективность уроков. Педагоги отмечают, что использование цифровых образовательных ресурсов на уроке позволяет им делать акцент на такие формы работы, как наблюдение, конструирование, математическое моделирование — а значит, уроки с применением ИКТ значительно лучше решают задачи обучения в рамках системно-деятельностного подхода.

На уроках физики, во внеклассной работе широко применяются мультимедийные ресурсы. Мультимедийные презентации, видеоролики и интерактивные приложения позволяют вызвать у каждого ученика чувство сопричастности с экспериментом, который демонстрирует учитель. К примеру, использование интерактивной модели в сочетании с наблюдением за действиями учителя, повторение в виртуальном пространстве действий учителя дают наиболее глубокое понимание сути различных физических явлений и процессов.

В интерактивном обучении используются:

- компьютерные модели — это программы, которые позволяют на экране компьютера имитировать физические явления, эксперименты или идеализированные ситуации, встречающиеся в задачах;

- виртуальные лаборатории — это более сложные компьютерные программы, которые предоставляют пользователю значительно более широкие возможности, чем компьютерные модели. Компьютерные курсы «Открытая физика 1.1» и «Живая физика» дают возможность учащимся представить изучаемый материал более наглядно, провести самому имитацию физического явления, рассмотреть устройство механизмов и приборов, исследовать зависимость параметров изучаемой системы. На уроке можно показать модели тех физических экспериментов, для которых в школе отсутствует оборудование.

Прекрасным интегрированием виртуальных экспериментов с реальными является использование компьютерной измерительной лаборатории L-микро. Лаборатория служит для проведения демонстрационного и фронтального эксперимента. Комплекс состоит из компьютерного измерительного блока, системы датчиков и дополнительного оборудования. Компьютер выступает в качестве универсального измерительного прибора. Информация может подаваться на компьютер с двух датчиков одновременно, она автоматически обрабатывается и результат демонстрируется на экране в виде цифровой информации или уже готового графика. Компьютерная измерительная лаборатория позволяет на современном уровне организовать исследовательскую деятельность учащихся.

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.

В большинстве интерактивных моделей предусмотрены варианты изменений в широких пределах начальных параметров и условий опытов, а также моделирование ситуаций, недоступных в реальных экспериментах.

Использование ЦОР на уроках физики позволяет:

• сделать урок более наглядным, ярким, эмоциональным; обеспечить мотивацию деятельности учащихся на уроке, дает возможность учащимся реализовать себя в различных видах учебной деятельности;
• компенсировать недостаточное количество информационного материала в существующих учебно-методических пособиях (в учебниках нет определенных иллюстраций, схем, текстов и т.д.);
• повысить эффективность усвоения учебного материала за счет одновременного изложения учителем необходимых сведений и показа демонстрационных фрагментов;
• усилить формирование информационной культуры и компетентности школьников (поиск, отбор, переработка, упорядочивание информации);
• развивать наглядно-образное мышление за счет повышения уровня наглядности (виртуальное преобразование предметов в пространстве и на плоскости, виртуальный эксперимент - визуализация процессов, которые трудно или невозможно рассмотреть в реальных условиях и др.);
• развивать понятийное мышление за счет возможности и необходимости самостоятельно обобщать материал, выделять смысловые группы, выстраивать логические связи, определять алгоритм работы, систематизировать весь предлагаемый материал.

Ещё один позитивный момент в том, что компьютер предоставляет уникальную возможность визуализации не реального явления природы, а его упрощенной модели, что позволяет быстро и эффективно находить главные физические закономерности наблюдаемого явления.

Интерактивные модели позволяют ученику увидеть процессы в упрощенном виде, представить себе схемы установок, поставить эксперименты, вообще невозможные на уроке. Графический способ отображения результатов моделирования облегчает учащимся усвоение больших объемов получаемой информации. Подобные модели представляют особую ценность, так как учащиеся, как правило, испытывают значительные трудности при построении и чтении графиков.

Но следует помнить, физика – наука о природе, а не о виртуальной реальности. Физические модели – это всегда приближение к реальной действительности. Поэтому компьютерные эксперименты не могут быть заменой реальных, но могут дополнить их, помочь в их теоретическом осмыслении. Проводя такие эксперименты, стоит озадачить учащихся, обратив их внимание на то, что происходящее так реально на экране монитора движения и взаимодействия тел – всего лишь модель реальных физических процессов. Каждое положение тела на экране рассчитывается компьютером по законам физики, открытыми людьми и изучаемыми в данный момент на уроке.

Физика – наука экспериментальная. В лабораторных работах по физике приобретаются навыки проведения экспериментов, появляется возможность научиться делать выводы из полученных опытных данных и, тем самым, более глубоко и полно усваивать теоретический материал.

Работа с виртуальной лабораторией по физике целесообразна: при организации обучения на дому, на занятиях по организации исследовательской работы, для контроля умения измерять физические величины, при организации обобщающего повторения, внеклассной работе, на учебных занятиях при формировании и закреплении практических умений, при подготовке к выпускным экзаменам.

Применение ЦОР на уроках физики не заменит полноценных лабораторных работ, но может существенно облегчить их проведение. В единой коллекции цифровых образовательных ресурсов представлены 450 лабораторных работ (http://school-collection.edu.ru).

На уроках физики ЦОР используются при объяснении нового материала с целью создания проблемной ситуации, выдвижения проблемы и формулировки гипотезы, а также с целью ее экспериментальной проверки (виртуальный эксперимент). При закреплении и повторении пройденного материала учащиеся работают фронтально или в малых группах, например, решая видеозадачи, выполняя различные тесты, просматривая или создавая презентации и медиаиллюстрации к уроку по пройденной теме. Тесты к уроку позволяют выяснить степень усвоения материала и провести коррекцию. Особенно тесты помогают при дистанционной работе с детьми с ограниченными возможностями.

Отрабатывать практические навыки решения задач при помощи ЦОР можно в увлекательной, соревновательной форме, используя модели смешанного обучения, например «перевернутый класс». Каждый ученик решает задачу на своем электронном устройстве (можно использовать при этом собственные гаджеты обучающихся), в случае неверного подсчета система указывает учащемуся на ошибку, и он может исправить ее, не отвлекая педагога и не «выпадая» из соревновательного процесса. Каждому ученику дается доступ к виртуальному классу, учитель выступает в роли модератора, раздавая задания и контролируя их выполнение. Можно позволить ученикам работать из дома, кооперироваться, помогать друг другу, а на уроке потратить время только на обсуждение результатов. Следует отметить большие возможности выполнения учащимися самостоятельной работы с ЦОР. Такая работа может быть осуществлена при подготовке учениками домашних заданий, зачетов.

При организации контроля полезно пользоваться электронными средствами обучения, например, цифровым сервисом «Контрольная работа» платформы LECTA.

ЦОР позволяют педагогу быстро организовать контрольную работу в форме тестирования, викторины или творческого задания, а также оперативно собрать данные о результатах. К тому же, при выполнении каждого задания ученик может быстро получить обратную связь, объективную и лишенную негативных эмоций (недовольства, разочарования) в случае, если он допустил ошибку. Таким образом, на каждом занятии ученик подкрепляет привычку самоконтроля.

Разнообразные формы работы можно организовать для обучающихся и во внеурочной деятельности. Формирование ключевых компетенций немыслимо без использования проектной деятельности.

На различных этапах проведения исследований обучающиеся работают в глобальной сети Интернет. Телекоммуникационные технологии рассматриваются не только как основной источник информации, но и как способ общения с единомышленниками, руководителем проекта, а также как инструмент участия в сетевых проектах. На завершающем этапе происходит презентация продукта.

Проблематика и содержание телекоммуникационных проектов таковы, что их выполнение совершенно естественно требует привлечения средств компьютерной телекоммуникации.

Примером интернет-площадки, на которой учителя, школьники и их родители могут принимать участие в совместных исследовательских проектах, является Глобальная школьная лаборатория ГлобалЛаб www.globallab.org. Это безопасная онлайн-среда, все исследовательские проекты на которой построены по принципам «гражданской науки», особого вида краудсорсинга (от англ. crowdsourcing), предполагающего, что небольшой вклад каждого участника формирует общее качественно новое знание.

Проекты ГлобалЛаб могут быть привязаны к темам школьной программы по совершенно разным предметам - гуманитарным, естественно-научным и инженерным, а могут выходить далеко за их рамки.

Участвовать в проектах можно:

• на уроке в классе или дома;
• в группах или индивидуально;
• с друзьями, учителем или родителями;
• в рамках выполнения школьного проекта;
• чтобы провести любопытное исследование;
• занимаясь в онлайн-кружках и курсах ГлобалЛаб.

Такие проекты всегда носят надпредметный характер.

Становится очевидным, что телекоммуникационные проекты это не только интересный динамичный продукт исследовательской деятельности, но и серьезный информационный ресурс для преподавателей и учащихся, который может оказать неоценимую помощь в работе с одаренными детьми, например для подготовки к олимпиадам различного уровня.

В заключении хотелось бы отметить, что эффективное внедрение ЦОР в учебный процесс позволяет дополнять и сочетать традиционные методы преподавания с новыми, основанными на использовании информационных технологий. Использование современных информационных технологий при изучении физики способствует решению проблемы повышения мотивации учащихся, поскольку интерактивное обучение – наиболее современное обучение. Ведь уровень сформированности мотивации является важным показателем эффективности учебно-воспитательного процесса.

Материалы на сайтах: примеры использования ЦОР в работе учителей физики

1) «Простые механизмы (Конспект учебного занятия с использованием ЦОР (цифровые образовательные ресурсы)) », Фролов Е. И. учитель физики, http://textarchive.ru/c-1091647.html

2) «Применение компьютерных технологий для решения задач по дисциплине "Физика"», Грибова Анна Владимировна, Морданова Елена Семеновна, https://xn-i1abbnckbmcl9fb.xn-p1ai/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/672711/

3) Методические рекомендации по использованию ЭОР в преподавании физики 7 класса (УМК «Физика»7-9 класс Автор: И.В. Кривченко. БИНОМ), Яковлева Марина Андреевна, методист, http://digital-edu.info/vyp/3/?ELEMENT_ID=1564

4) «Оптические иллюзии. Реальность или вымысел?»

Андронова Диана Вячеславовна, учитель астрономии, физики, https://rosuchebnik.ru/material/meropriyatie-po-fizike-dlya-7-9-klassov-opticheskie-illyuzii-realnost-ili-vymysel-7898/

Полезные ссылки на интернет-ресурсы для использования

в профессиональной деятельности современного педагога

Образовательные платформы

https://resh.edu.ru/ - «Российская электронная школа». Каталог интерактивных уроков;

http://school-collection.edu.ru - единая коллекция ЦОР, разработанная по поручению Министерства образования и науки РФ в рамках проекта «Информатизация системы образования», содержит не только учебные тексты, но и различные объекты мультимедиа (видео и звуковые файлы, фотографии, карты, схемы и др.), которые открывают огромные возможности по их использованию в образовательном процессе;

Единая коллекция ЦОР http://window.edu.ru/

Электронные учебники:

- Просвещение https://digital.prosv.ru/

- Российский учебник https://rosuchebnik.ru

- Первое сентября https://1сентября.рф)

- электронные рабочие тетради (например, «Яндекс. Учебник»)

- образовательный комплекс по физике «Увлекательная реальность» - цифровое интерактивное методическое пособие для изучения физики

https://funreality.ru/lp/physic/?utm_source=eLama-yandex&utm_medium=cpc&utm_campaign=РСЯ/Поиск+-+Физика&utm_content=cid|41917869|gid|3747758378|aid|7229316271|adp|no|dvc|desktop|pid|16221326608|rid||did|16221326608|pos|none0|adn|context|crid|0|&utm_term=мобильный%20лабораторный%20комплекс%20по%20физике&yclid=2119521669345217408