Деятельность по реализации технологии УДО в практике преподавания физики мы начинаем с мониторинга уровня обученности учащихся. Это помогает правильно задать начальный уровень работы для каждого обучаемого и в дальнейшем поэтапно организовать их работу. УДО предполагает ознакомление школьников с обязательными требованиями: это создает основу для осознанного индивидуального выбора содержания образования, превышающего этот уровень, обеспечивает индивидуально избранную траекторию возможно более полного развития ученика в соответствии с его способностями и интересами. Таким образом, налицо психологически понятная детям ситуация договора, являющаяся преимуществом данной технологии и способствующая добровольному включению школьника в сотрудничество с учителем [1, с. 23].
Большую эффективность на уроках технология УДО демонстрирует при реализации тренировочного тестирования учащихся и промежуточном контроле знаний. Одновременно с содержанием базового уровня готовится тренировочный тест по каждой теме, позволяющий оценить освоение учащимися данного уровня. Рассмотрим пример для 7-го класса при изучении темы «Плотность вещества», исходя из особенностей учащихся мы разделили задания на 3 уровня сложности: 1-й — задания на знание и применение прямой физической формулы или закона; 2-й — задания на определение неизвестной величины из формулы или закона в 2-3 действия; 3-й (дополнительный) – задания, требующие знания изученного материала и комбинированных действий учащихся. Например, такие задания, как: 1-й уровень — определите плотность металлического бруска массой 254,5 г и объемом 32 см3; 2-й уровень – если стальная отливка объемом 5 дм3 имеет массу 100 кг, определите – является ли отливка сплошной или полной; 3-й уровень – если автомашина грузоподъемностью 2 т должна перевезти песок объемом 240 м3, определите, сколько рейсов ей нужно сделать. Подчеркнем, что дополнительная часть теста нацелена на опережающий уровень и предлагает творческие задания с более высокими требованиями к УДД и компетенциям учащихся. Ее выполнение обязательно оценивается более высокими баллами. Наш опыт свидетельствует, что данная образовательная технология позволяет достичь значимых учебных результатов: в то время как слабые ученики анализируют и проходят необходимый учебный материал, сильные учащиеся получают больше возможностей для углубленного изучения предмета. У учащихся развиваются поисковые навыки, повышаются познавательные мотивы, растет чувство сотрудничества, снижается эффект единообразия учебной деятельности и контрольных процедур, постепенно исчезает страх перед контролем знаний, расширяется кругозор и физико-математическое мышление в соответствии с их личным уровнем развития, повышается учебная активность. В результате создается личностно-развивающая, психологически комфортная для каждого школьника образовательная среда, способствующая большей эффективности и качеству образовательного процесса.
Преподавание физики, в силу особенностей самого предмета, представляет собой благоприятную сферу для применения современных информационных технологий. Информационные технологии применяются нами как при проведении уроков, так и в организации внеурочной деятельности учеников. Направления применения информационных технологий на уроках физики можно разделить на несколько блоков:
— создание мультимедийных сценариев уроков или фрагментов уроков;
— использование компьютерных датчиков для демонстрационных опытов;
— применение компьютерных тренажеров для организации контроля знаний.
Мультимедийные сценарии уроков выполняются в виде презентаций с применением программы Power Point, входящей в состав пакета программ Microsoft Office. Слайды презентаций содержат иллюстративный материал для урока, фрагменты видеофильмов, анимации. При подготовке презентации заранее продумывается структура урока, последовательность слайдов предполагает определенный темп и логику изложения материала, т.е. создается сценарий проведения урока.
Использование таких сценариев высвобождает большое количество времени, которое можно употребить для дополнительного объяснения материала. При этом следует подчеркнуть, что компьютерная демонстрация физических явлений рассматривается не как замена реального физического демонстрационного опыта, а как его дополнение.
Презентации используются при объяснении нового материала, при повторении пройденного материала и при организации текущего контроля знаний (презентации-опросы). Презентации-опросы содержат вопросы-задачи, адресованные ученикам, в них могут быть включены материалы, отображающие ключевые эксперименты пройденной темы или демонстрирующие изученное физическое явление. Вопрос к ученику содержится в заголовке слайда, комментарии и пояснения к рисункам даются учителем по ходу презентации.
Источниками иллюстративного материала для создания презентаций служат:
* CD диски мультимедийных курсов физики, энциклопедий или CD дисков-сборников электронных наглядных пособий по физике.-
* Материалы из Интернет-источников и многих других.
* Материалы, созданные собственными руками или руками учеников школы – видеоролики, фрагменты художественных фильмов, отсканированные рисунки с различных печатных изданий.
Программное обеспечение лаборатории позволяет проводить самую разнообразную обработку полученных данных, проводить над ними различные математические преобразования. На каждом этапе обработки данных можно вывести на экран компьютера графическую информацию о зависимости изучаемой физической величины от времени или зависимости одной измеряемой на опыте величины от другой. Например в компьютерную лабораторию Pasco входят датчики для измерения расстояния, давления, температуры, параметров постоянного и переменного электрического тока, магнитного поля, звука, света. Приведем несколько примеров применения компьютерных датчиков на уроках физики.
Примерный ход урока по изучению колебательного движения с использованием компьютерных датчиков в 9 и в 11 классах. С помощью датчика расстояния проводятся измерения координаты груза на пружинном маятнике в зависимости от времени. Первая кривая появляется на экране во время демонстрационного эксперимента, проводимого учителем на уроке. После обсуждения внешнего вида полученного графика проводится операция дифференцирования и анализируется появившийся на экране график скорости. Повторное дифференцирование выводит на экран еще и третий график — график ускорения. Рассмотрение одновременно трех найденных из эксперимента зависимостей позволяет объяснить фазовые соотношения трех периодически изменяющихся величин (координаты, скорости, ускорения) и естественность использования тригонометрических функций для описания колебаний.
При изучении темы «Свободное падение» в 9 классе проводится следующий эксперимент. Регистрируя с помощью датчика расстояний вертикальное расстояние от датчика до предмета при свободном падении последнего, можно получить и проанализировать зависимость координаты предмета от времени, построить график зависимости скорости от времени, получить график ускорения, аппроксимировать полученные кривые многочленами, оценить кинематические характеристики из результатов такой аппроксимации. Возможности аппроксимации заложены в программное обеспечение компьютерной лаборатории. Пример применения датчика давления. Урок проводится при изучении атмосферного давления в 7 классе. Несколько учеников с датчиком давления, подключенным к запоминающему устройству (интерфейсный блок может быть использован и в таком качестве), отправляются из кабинета физики, расположенного на втором этаже, по лестнице в подвал, затем поднимаются на третий этаж, снова спускаются на второй и возвращаются в кабинет физики. После этого запоминающее устройство подключается к компьютеру, считывается файл данных, и с помощью мультимедийного проектора график зависимости давления от времени (а значит и от высоты над землей) выводится на экран. После этого убеждать, увеличивается или уменьшается давление с высотой не нужно — дети все видят собственными глазами. Чувствительность датчика позволяет надежно фиксировать возникающие перепады давлений.
Одно из основных направлений деятельности учителя физики — научить детей решать задачи. Эффективным помощником в этой работе могут оказаться компьютерные тренажеры, снабженные лаконичным и удобным справочным материалом и предлагающие ученикам большое количество разнообразных задач, отвечающих требованиям школьной программы. К сожалению, современные разработчики программных обучающих продуктов не уделяют достаточного внимания данному направлению.
В каждом классе в течение учебного года проводится хотя бы одна домашняя лабораторная работа. Задания для таких работ могут быть очень простыми – например, найти работу и мощность при подъеме ученика по лестнице в кабинет физики (7 класс и 10 класс), измерение собственного роста с помощью секундомера и нитки при изучении темы «механические колебания» (9 класс и 11 класс), создание самодельной электрической батарейки (8 класс). Некоторые работы можно назвать исследовательскими, например – исследование явления электризации тел (для учеников 8 класса). Обязательное условие при выполнении большинства этих работ — представление отчета в определенные сроки по электронной почте в виде письма с вложением. Кроме того, описания лабораторных работ могут рассылаться по электронной почте. Поощряются ученики, выполнившие отчеты нестандартно – дети создают презентации-отчеты, присылают протоколы в виде документов Word . Современная цифровая аппаратура позволяет включать в отчеты фотографии и небольшие видеоролики.
Накопленный опыт показывает, что применение информационных технологий на уроках физики и во внеурочной деятельности расширяет возможности творчества, как учителя, так и учеников, повышает интерес учеников к физике, стимулирует освоение учениками довольно серьезных тем по информатике, что, в конце концов, ведет к интенсификации процесса обучения.
Литература:
1. Проектирование вариативной образовательной среды учебного занятия: Метод. рекомендации/ Автор и науч. ред. М.А.Бодряшкина. — М.: изд-во «Приоритет-МВ», 2010. 98с.
2. Селевко Г.К. Дифференциация учебного процесса на основе интересов детей. — М.: Педагогика, 2006. 200 c.
3. Толмачев А.Ю. Использование технологии уровневой дифференциации обучения на уроках физики// Русская цивилизация: наука, образование, общество: Электронный научный журнал. 2013. № 11. URL: http://publ.uchis-online.ru/oct11.pdf
