«Использование современных информационных технологий в процессе обучения физике»

Министерство образования и науки Республики Башкортостан

ГБПОУ Уфимский машиностроительный колледж

Доклад на тему:

«Использование современных информационных технологий в процессе обучения физике»

Уфа 2021 г

ОГЛАВЛЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ИЗУЧЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБУЧЕНИИ ФИЗИКИ

1.1 Понятие «информационные технологии»

1.2 Роль информационных технологий в процессе обучения

1.3 Виды информационных технологий, используемых на уроках

ГЛАВА II. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКЕ ФИЗИКИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность

Тема доклада была выбрана в связи с широким внедрением и использованием информационных технологий в учебный процесс. Данная тема является актуальной, так как происходит постепенная компьютеризация преподавания конкретных дисциплин. В процессе «обучения – учения» происходит постоянное взаимодействие преподавателя и студента. Учение, имеющее ярко выраженную личностную окраску, каждым из учащихся осуществляется по-разному: один не может продемонстрировать усвоенные знания, другой на основе ранее полученного опыта, наоборот, показывает феноменальные способности, а третий усвоил определенный стиль отношения к предмету и упорно «не хочет» учиться. Нельзя отрицать и личностное восприятие преподавателя и студента и наоборот, что также, несомненно, оказывает влияние на прогресс в учении.

Сосредоточение современных технических средств обучения способствует модернизации учебно-воспитательного процесса, активизирует мыслительную деятельность учащихся, способствует развитию творчества педагогов, позволяют проводить дистанционное обучение, развивают систему непрерывного образования, тем самым повышая эффективность образовательного процесса. В отечественных и зарубежных изданиях компьютеризация учебного процесса рассматривается как один из актуальных факторов организации обучения тому, или иному предмету.

Новейшие информационные технологии в обучении позволяют активнее использовать научный и образовательный потенциал ведущих университетов и институтов, привлекать лучших преподавателей к созданию курсов дистанционного обучения, расширять аудиторию обучаемых.

Несмотря на то, что уже накоплен богатый опыт в области компьютерного обучения, многие преподаватели с осторожностью относятся к возможности применения компьютерных средств обучения. Также, необходимо отметить, что процесс компьютеризация обучения сталкивается с рядом проблем.

Процесс внедрения информационной технологии в обучение достаточно сложен и требует глубокого осмысления. С одной стороны, они играют важную роль в обеспечении эффективности образовательного процесса, с другой — может появиться проблема темпа усвоения учащимися материала с помощью компьютера, то есть проблема возможной индивидуализации обучения.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время, значительно увеличилась роль информационных технологий в жизни людей. Современное общество включилось в общеисторический процесс, называемый информатизацией. Этот процесс включает в себя доступность любого гражданина к источникам информации, проникновение информационных технологий в научные, производственные, общественные сферы, высокий уровень информационного обслуживания. Процессы, происходящие в связи с информатизацией общества, способствуют не только ускорению научно-технического прогресса, интеллектуализации всех видов человеческой деятельности, но и созданию качественно новой информационной среды социума, обеспечивающей развитие творческого потенциала человека.

Личностный характер также носит и обучение. Передавая учебную информацию, преподаватель вносит в содержание предмета и свою эмоциональную и ценностную окраску. Независимо от желания преподавателя в процессе передачи знаний участвуют и его убеждения, приоритеты, мотивации, жизненные концепции.

Цель: использование информационных технологий в процессе обучения физике состоит в активизации интеллектуальной деятельности учащихся за счет использования новых информационных технологий: компьютерных и телекоммуникационных.

Информационные технологии предоставляют возможность:

1. Рационально организовать познавательную деятельность учащихся в ходе учебного процесса;

2. Сделать обучение более эффективным, вовлекая все виды чувственного восприятия ученика в мультимедийный контекст и вооружая интеллект новым концептуальным инструментарием;

3. Построить открытую систему образования, обеспечивающую каждому индивиду собственную траекторию обучения;

4. Вовлечь в процесс активного обучения категории детей, отличающихся способностями и стилем учения;

5. Использовать специфические свойства компьютера, позволяющие индивидуализировать учебный процесс и обратиться к принципиально новым познавательным средствам;

6. Интенсифицировать все уровни учебно-воспитательного процесса.

Введение в педагогические технологии элементов исследовательской деятельности студента позволяет преподавателю не только и не столько учить, сколько помогать, студенту учиться, направлять его познавательную деятельность. Одним из наиболее распространенных видов исследовательского труда студентов в процессе учения сегодня является метод проектов.

ГЛАВА I ИЗУЧЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ИСПОЛЗЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБУЧЕНИИ ФИЗИКИ

1.1 Понятие «информационные технологии»

Информационные процессы всегда играли важную роль в науке, технике и жизни общества. В ходе эволюции человечества просматривается устойчивая тенденция к автоматизации этих процессов, хотя их внутреннее содержание, по существу, осталось неизменным.

Информационные технологии — широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям управления и обработки данных, в том числе, с применением вычислительной техники.

Информационная технология – это совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распространение и отображение информации с целью снижения трудоемкости процессов использования информационного ресурса, а также повышения их надежности и оперативности.

Цель создания и широкого распространения информационных технологий – решение проблемы развития информатизации общества и всей жизнедеятельности в стране.

В последнее время под информационными технологиями чаще всего понимают компьютерные технологии. В частности, информационные технологии имеют дело с использованием компьютеров и программного обеспечения для хранения, преобразования, защиты, обработки, передачи и получения информации.

1.2 Роль информационных технологий

В настоящий момент происходит процесс «систематизации» общества – появления и развитие многочисленных знаковых систем, благодаря которым образуется многокомпонентное «информационное поле», представляющее собой специфическое информационное окружение человека. Поскольку возможности информационных технологий являются безграничными, возникает проблема информационной (коммуникативной) адаптации человека в социуме. Современное общество осознало, что будущее немыслимо без информатизации всех сфер человеческой деятельности. Современный студент должен:

· уметь адаптироваться в различных жизненных ситуациях;

· приобретать самостоятельно систему необходимых предметных знаний для решения практических задач;

· владеть навыками преодоления стереотипов мышления;

· развивать способности к адаптации в изменяющейся информационной среде; быть гибкой, мобильной, проявляющей проницательность, толерантной, творчески инициативной, конкурентоспособной личностью.

В связи с этим приоритеты в способах и методах обучения меняются от подачи готовых знаний к обучению способам поиска, хранения, выбора, качественной обработки информации и ее использования.

Программа информатизации – это комплекс мер, направленных на обеспечение использования оперативных знаний во всех видах школьной деятельности.

Цель современного урока – это формирование образного мышления и ярких представлений о предмете. Большие возможности для ее реализации заложены в использовании компьютера в начальной школе.

Современная система образования предусматривает использование самых различных инновационных технологий. Это дает два основных преимущества – качественное и количественное.

Качественно новые возможности очевидны, если сравнить словесные описания с непосредственно аудиовизуальным представлением.

Количественные преимущества выражаются в том, что среда мультимедиа много выше по информационной плотности.

Развитие новых информационных технологий в образовании, стимулирует разработку программных средств и приложений, реализующих методологические идеи, связанные с полуавтоматическим или автоматическим доступом к учебной информации, проверкой правильности полученных результатов, оценкой начальной и текущей подготовки и так далее.

Можно утверждать, что грамотное использование возможностей современных информационных технологий в начальной школе способствует:

1. активизации познавательной деятельности, повышению качественной успеваемости студентов;

2. достижению целей обучения с помощью современных электронных учебных материалов;

3. развитию навыков самообразования, самоконтроля и повышению уровня комфортности обучения;

4. снижению дидактических затруднений у студентов;

5. повышению активности, инициативности и развитию информационного мышления у студентов, формирование информационно-коммуникационной компетенции;

6. приобретение навыков работы на компьютере у студентов с соблюдением правил безопасности.

Современный специалист должен обладать фундаментальной информационной подготовкой, так как при возрастании объема научно-технической информации учебное заведение не в состоянии обеспечить субъекта обучения полным объемом знаний на всю его сознательную жизнь. Поэтому «стержнем» профессиональной компетентности является не информированность обучаемого, а умение использовать новые технологии, имеющие общественную ценность и огромное мотивационное стимулирующее значение; разрешать возникшие проблемы в разных сферах деятельности.

При использовании информационных технологий в процессе обучения происходит существенное изменение учебного процесса:

· переориентация на развитие мышления, воображения как основных процессов познания, необходимых для качественного обучения;

· обеспечивается эффективная организация познавательной и самостоятельной деятельности учащихся;

· проявляется способность к сотрудничеству, самосовершенствованию, творчеству и др.

При использовании информационных технологий по-прежнему сохраняются все основные этапы урока.

В рамках традиционного урока электронные версии некоторой части учебного материала делают процесс получения знаний комплексным и эффективным. Они позволяют говорить о формировании ключевых компетенций студентов, заключающихся в:

· способности к системному мышлению, к самостоятельным действиям в условиях неопределенности и непредсказуемости;

· готовности проявлять ответственность за выполняемую работу;

· способности самостоятельно и эффективно решать возникшие проблемы в процессе практической деятельности;

· готовности к позитивному взаимодействию и сотрудничеству с одноклассниками;

· способности быстро и эффективно принимать решения, деятельно содействовать урегулированию конфликтов в решении возникших проблем;

· способности быстро и гибко применять свои знания и опыт в решении практических задач;

· готовности к приобретению новых знаний и стремлению к самосовершенствованию;

· понимании значения использования информационных технологий и владениями ими в процессе обучения;

· способности к субъективной самооценке, рефлексии и другому.

Мультимедийные уроки помогают решить следующие дидактические задачи:

· усвоить базовые знания по предмету;

· систематизировать усвоенные знания;

· сформировать навыки самоконтроля;

· сформировать мотивацию к учению в целом и к математике в частности;

· оказать учебно-методическую помощь в самостоятельной работе над учебным материалом.

Информационные технологии представляют информацию в различных формах и тем самым делают процесс обучения более эффективным. Экономия времени, необходимого для изучения конкретного материала, в среднем составляет 30%, а приобретенные знания сохраняются в памяти значительно дольше.

При использовании информационных технологий в процессе обучения происходит существенное изменение учебного процесса:

· переориентация на развитие мышления и воображения, как основных процессов познания, необходимых для качественного обучения;

· обеспечивается эффективная организация познавательной и самостоятельной деятельности учащихся;

· появляется способность к сотрудничеству, самосовершенствованию, творчеству и др.

1.3 Виды информационных технологий, используемых на уроках физики

На уроках физики используются два вида информационных технологий: презентации и слайд-шоу. Они позволяют наглядно и доступно объяснить студентам материал.

Презентация является информационным обеспечением фронтальной работы и состоит из слайдов. Основные формы данной информации – текст, рисунки, чертежи.

Компьютерные презентации – это самые современные технологии представления информации. Формы и место использования презентации на уроке зависят от содержания этого урока, от цели, которая ставится на уроке. При изучении нового материала использование презентации позволяет иллюстрировать учебный материал. При проведении устных упражнений презентация даёт возможность оперативно предъявлять задания. Учебная презентация может представлять собой конспект урока. В этом случае она состоит из основных составляющих традиционного урока: указывается тема, цель, план работы на уроке, ключевые понятия, домашнее задание. На уроках используются электронные приложения разного вида:

· иллюстрации и демонстрации аудио- видеоряда;

· приложения, сочетающие в себе и иллюстративный материал, и постановку проблемных вопросов с последующей проверкой выдвинутых предположений и решений, фронтальную проверку и самопроверку знаний в виде тестов, кроссвордов, головоломок;

· разработки серии уроков по теме, которые позволяют представить материал наиболее полно, вырисовывая картину целостного восприятия мира, успешно интегрируя различные области знаний на одном предмете;

· разработки электронных приложений к урокам, которые дают непосредственное общение студентов с компьютером.

Информационные технологии, наиболее часто применяемые в учебном процессе, можно разделить на две группы:

1. сетевые технологии, использующие локальные сети и глобальную сеть Internet (электронные вариант методических рекомендаций, пособий, серверы дистанционного обучения, обеспечивающие интерактивную связь со студентами через Internet, в том числе в режиме реального времени)

2. технологии, ориентированные на локальные компьютеры (обучающие программы, компьютерные модели реальных процессов, демонстрационные программы, электронные задачники, контролирующие программы, дидактические материалы).

ГЛАВА II. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКЕ ФИЗИКЕ

В отличие от обычных технических средств обучения информационно-коммуникационные технологии позволяют не только обеспечивать обучающегося большим количеством готовых, строго отобранных, соответствующим образом организованных знаний, но и развивать интеллектуальные, творческие способности учащихся, их умение самостоятельно приобретать новые знания, работать с различными источниками информации. Использование ИКТ на уроках физики позволит интенсифицировать деятельность учителя и школьника; повысить качество обучения предмету; отразить существенные стороны физических объектов, зримо воплотив в жизнь принцип наглядности; выдвинуть на передний план наиболее важные (с точки зрения учебных целей и задач) характеристики изучаемых объектов.

Компьютеризация обучения физике имеет свою специфику. С одной стороны, учителю физики легче достичь ИК-компетентности в силу того, что он технически развит, постоянно имеет дело с приборами, понимает физические основы работы ЭВМ. Учащиеся на уроках физики приучены к самостоятельной познавательной деятельности: выполняют много лабораторных работ, фронтальных опытов, наблюдают демонстрационные эксперименты, решают разного вида задачи, выполняют творческие, исследовательские задания. Обучение физике всегда было у профессионала-учителя проблемным, эвристическим. Иными словами, специальный "познавательный фон" для работы с компьютером потенциально имеется. Но при "механистической" компьютеризации урока физики следует опасаться подмены физической реальности в разных учебных её проявлениях псевдореальностью компьютерных моделей и аналогий, разрушения коллективного характера деятельности класса.

Век компьютерных технологий набирает обороты и уже, пожалуй, нет ни одной области человеческой деятельности, где она не нашла бы свое применение. Педагогические технологии не остались в стороне от всеобщего процесса компьютеризации. Поэтому, я считаю, что использование информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе является актуальной проблемой современного образования. Компьютер может использоваться на всех этапах процесса обучения: при объяснении нового материала, закреплении, повторении, контроле. Для ученика он выполняет различные функции: учителя, рабочего инструмента, объекта обучения и поиска дополнительного материала по многим темам программы.

Рассмотрим некоторые способы применения информационно-коммуникационных технологий на уроках физики:

· компьютерное моделирование;

· компьютерные демонстрации;

· лабораторно – компьютерный практикум;

· решение задач в электронной таблице Excel;

· компьютерное тестирование.

Компьютерное моделирование

Компьютерное моделирование является мощным научным направлением, которое разрабатывается уже десятки лет. Применение этой компьютерной технологии в школе, особенно в специализированных классах, имеет большое будущее, так как компьютерное моделирование является мощным инструментом познания мира. Применяется как индивидуальная, так и групповая форма создания компьютерных моделей учащимися.

Компьютерные демонстрации

Основным достоинством этой технологии является то, что она может органично вписаться в любой урок и эффективно помочь учителю и ученику. Другим немаловажным обстоятельством является то, что существуют такие физические процессы или явления, которые невозможно наблюдать визуально в лабораторных условиях, например, движение спутника вокруг Земли. В данном случае компьютерные демонстрации имеют неоценимое значение, так как позволяют «сжать» временные и пространственные рамки и в то же время получать выводы и следствия, адекватные реальности. С другой стороны, достоинство этой технологии заключается в том, что она не требует большого числа компьютеров. Достаточно одного компьютера, видеопроектора, или комплекса - компьютер плюс телевизор, чтобы начать работать по этой технологии.

Компьютерный практикум

Эта технология более трудоемка для учителя и требует специальной подготовки. Необходимо наличие компьютерного класса и деление класса на подгруппы. Так как изначально в технологии заложена активная роль ученика, этот вид занятий необычайно эффективен для его творческого развития. Компьютер здесь рассматривается как средство для решения тех или иных задач физики. Но, применяя компьютерный практикум, учителю не следует отказываться и от традиционной формы проведения лабораторной работы, а лучше умело сочетать эти формы на практических уроках. Например, пока одна подгруппа выполняет практикум с использованием виртуальной лаборатории, другая делает такой же практикум, но с использованием традиционного физического оборудования. Затем можно подгруппы поменять местами.

Решение задач в Microsoft Excel

Программа Microsoft Excel очень эффективна в плане экономии учебного времени (быстрота расчетов), а также удобна для графического представления физических процессов, для анализа и сравнения полученных графиков. Такая методика повышает познавательный интерес учащихся, так как, даже те дети, которые не любят решать задачи, в данном случае охотно откликаются на предложенные варианты использования Excel на уроках физики, что в конечном итоге повышает результативность обучения.

Использование электронных таблиц позволяет отвлечься от рутинных расчётов, даёт возможность обрабатывать большое количество данных, строить графики и диаграммы для глубокого понимания процесса анализировать суть явлений.

Компьютерное тестирование

В учебном процессе тестирование в той или иной форме используется давно. В традиционной форме тестирование — это чрезвычайно трудоемкий процесс, который требует больших временных вложений. Использование компьютеров делает процесс тестирования настолько технологичным, что в ближайшем будущем, возможно, он станет основным элементом контроля уровня знаний учащихся.

Бесспорно, что в школе компьютер не решает всех проблем, он остается всего лишь многофункциональным техническим средством обучения. Не менее важны и современные педагогические технологии, и инновации в процессе обучения, которые позволяют не просто “вложить” в каждого обучаемого некий запас знаний, но, в первую очередь, создать условия для проявления познавательной активности учащихся.

Информационно-коммуникационные технологии использую с разной целью и на различных этапах урока:

иллюстративное, наглядное объяснение материала;

самостоятельное обучение с отрицанием деятельности учителя;

самостоятельное обучение с помощью учителя-консультанта;

частичная замена (фрагментарное, выборочное использование дополнительного материала);

использование тренинговых (тренировочных) программ;

использование диагностических и контролирующих материалов;

выполнение домашних самостоятельных и творческих заданий;

использование компьютера для вычислений, построения графиков;

использование программ, имитирующих опыты и лабораторные работы;

использование игровых и занимательных программ;

использование информационно-справочных систем;

организация проектной деятельности учащихся;

дистанционное обучение.

Применение компьютерных моделей на уроках физики при реализации разных методов обучения

Компьютерные модели (КМ) - один из новых видов учебных объектов, которыми обогатилась система средств обучения в современной школе. С момента своего появления КМ очень быстро вошли в состав практически всех цифровых образовательных ресурсов по физике. Базирующиеся, как правило, на качественных физических и математических моделях реальных объектов и процессов учебные компьютерные модели как новое средство наглядности несравнимы по эффективности ни с одним другим цифровым объектом.

Использование материальных или материализованных моделей реальных объектов всегда считалось весьма целесообразным приемом обучения, поскольку обеспечивает более глубокое усвоение главного (существенного) в явлении. КМ в этом смысле не являются исключением. Достоинства компьютерных моделей вполне очевидны. Компьютерные модели позволяют:

изучать физические явления и технические объекты на уровне, доступном пониманию, исключая обращение к нередко громоздкому описанию множества деталей и анализу сложных математических выкладок; акцентировать, благодаря упрощенной форме представления явления и эффектам мультимедиа, внимание на главном (существенном) в его содержании;

изучать явление в “чистом” виде, точно воспроизводя требуемые условия его протекания;

наблюдать явление в динамике (т.е. фиксировать его развитие в пространстве и времени);

сопровождать работу модели визуальной интерпретацией закономерных связей между параметрами исследуемой системы в форме динамичных графиков, диаграмм, схем и пр.;

осуществлять операции, невозможные в реальности, в частности: изменять пространственно-временные масштабы протекания явления; задавать и изменять параметры исследуемой системы объектов, не опасаясь за ее состояние, а также безопасность и сохранность среды окружения.

Перспективы использования ИКТ на уроках физики, на мой взгляд, следующие:

- формирование ключевых компетенций учащихся в процессе обучения и во внеурочной деятельности;

- повышение мотивации к обучению учащихся;

- овладение компьютерной грамотности учащимися, повышение уровня компьютерной грамотности у учителя;

- организация самостоятельной и исследовательской деятельности учащихся;

- создание собственного банка учебных и методических материалов, готовых к использованию в учебно-воспитательном процессе;

- развитие пространственного мышления, познавательных способностей учащихся;

- эстетическая привлекательность уроков

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для того чтобы достигнуть поставленной цели были рассмотрены информационные технологии, их роль в деятельности преподавателя и студента, а также была проанализирована литература, в которой рассматривалась методика использования информационных технологий на уроках математики.

Используя информационные технологии можно сделать следующие выводы:

1. Какой бы сложной и скучной ни была тема урока, она станет, интересна студента, если учебный материал на экране представлен в красках, со звуком и другими эффектами.

2. Презентация по теме урока в процессе объяснения нового материала позволяет преподавателю не делать записей на доске, а значит остаётся больше времени на закрепление.

Опыт показывает, что использование информационных технологий на уроке способно преобразить учебный процесс, сделав его более эффективным и привлекательным для студентов. Обучение с использованием информационных технологий становится для ребенка творческим поиском, от которого можно получить удовлетворение и благодаря которому можно самоутвердится.

Также применение новых информационных технологий позволяет дифференцировать процесс обучения студентов с учетом их индивидуальных особенностей, дает возможность творчески работающему преподавателю расширить спектр способов предъявления учебной информации, позволяет осуществлять гибкое управление учебным процессом, является социально значимым и актуальным.

Итак, использование ИКТ в процессе преподавания физики позволяет:

- значительно расширить круг учебных задач, которые могут быть включены в содержание образования за счет использования вычислительных, моделирующих и других возможностей компьютера;

- увеличить возможность и состав учебного эксперимента, благодаря использованию компьютерных моделей тех процессов и явлений, эксперименты с которыми в школьных условиях учебных лабораторий были бы невозможны;

- расширить источники получения знаний в процессе обучения путем использования информационно – справочных систем.

Таким образом, из всего выше написанного можно сделать следующие выводы: в современный учебный процесс внедряются новые методы обучения, которые возрождают достижения экспериментальной педагогики прошедшего столетия, которые построены на принципе саморазвития, активности личности. К одному из важнейших методов относится внедрение информационных технологий в обучении студентов и использование их на таких предметах, как физика.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Оспенникова Е.В. Использование ИКТ в преподавании физики в средней общеобразовательной школе: методическое пособие/ Е.В. Оспенникова. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – 655 с. (http://www.lbz.ru/books/264/5107/).

2. Бим-Бад Б.М. Педагогический энциклопедический словарь / Б.М. Бим-Бад // Научное издание

3. Смирнов, А.В. Методика применения информационных технологий в обучении физике [Текст]: учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб заведений / А.В. Смирнов – М.: Издательский центр “Академия”, 2008. - 240.

4. Молоков Ю.Г., Молокова А.В. Актуальные вопросы информатизации образования//Образовательные технологии: Сб. науч. ст. Вып.1. /Под ред.

5. Захарова, И.Г. Информационные технологии в образовании [Текст]. – М: Издательский центр Академия, 2005. – 192с.

6. Дробышева И.В. Информатизация образования – 2007. [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://window.edu.ru/resource/003/56003

7. http://festival.1september.ru/articles/529580

8. http://sgpu2004.narod.ru/infotek/infotek2.htm

9. http://tvv48.narod.ru/it/contents.html