Все наши замыслы, все поиски и построения превращаются в

Егорова Т.И., учитель физики, информатики МОУ Тесинской СОШ №10
Минусинского района Красноярского края
Использование on-line физической лаборатории для решения исследовательских задач по физике
(из опыта использования)
Скажи мне – и я забуду,
покажи мне – и я запомню,
вовлеки меня – и я научусь.
Основным принципом школы на современном этапе является развитие и
воспитание личности в процессе обучения. В школе решаются такие задачи, которые
сейчас волнуют учителей: как можно учить детей без двоек и без принуждения, как
развить у них устойчивый интерес к знаниям и потребность в их самостоятельном
поиске, как сделать учение радостным. Как говорил М. Монтень: «Ученик не сосуд,
который нужно наполнить, а факел, который нужно зажечь».
Физика занимает особое место среди школьных дисциплин, как учебный
предмет она создает у учащихся представление о научной картине мира, играет ведущую роль в естествознании. Физика – научная основа технического прогресса. Техника, развиваясь, с каждым годом требует все более высокого уровня знаний физических законов и процессов.
Успешность процесса изучения физики зависит, прежде всего, от желания
учащихся овладевать основами науки. Проблема в том, как пробудить у ученика желание учиться. Одним из способов решения данной проблемы вижу в поэтапном развитии познавательного интереса учащихся к физике на уроке и во внеурочное время
через дифференцированный и системный подход в обучении решению проблемных,
исследовательских задач, используя при этом современные компьютерные технологии.
Учитель со стажем понимает, что в развитии интереса к предмету нельзя
полностью полагаться на содержание изучаемого материала. Если истоки познавательного интереса1 свести только к содержанию, то это приведет, лишь к кратковременной ситуативной заинтересованности учащихся на уроке, поэтому одну из главных задач развития личности в процессе обучения следует сформулировать следующим образом: формирование творческой и познавательной активности учащихся на
уроке. Если учащихся не вовлечь в активную деятельность, то любой содержательный материал вызовет в них созерцательный интерес к предмету, а не познавательный. Учитель должен стремиться создать такую обстановку в классе и на уроке, чтобы у детей возникла положительная мотивация учебной деятельности. Положительно
изменить многое в отношении детей и подростков к учению может творческий подход к подготовке и проведению уроков, а именно использование нетрадиционных
форм урока. Они способствуют активизации учащихся, развивают интерес к учебе,
побуждают к приобретению знаний. Если детям интересно учиться, им нравится
предмет изучения или механизм обучения, познавательная деятельность будет протекать успешно.
Для достижения вышеназванных идей может быть использованы и системы
проблемных задач. Решение проблемных задач можно отнести уже к исследовательской деятельности. В каждом ученике живёт страсть к открытиям и исследованиям.
Даже ученик, который не очень хорошо учится, обнаруживает интерес к предмету,
когда ему удаётся что-нибудь ''открыть экспериментально''. Активный поиск решения
Познавательный интерес - избирательная направленность личности, обращенная к области познания,
к ее предметной стороне и самому процессу овладения знаниями. Это глубинный внутренний мотив,
основанный на свойственной человеку врожденной потребности. Наличие интереса является одним из
главных условий успешного протекания учебного процесса и свидетельством его правильной организации.
1
поставленной учителем задачи приводит к формированию у учащихся устойчивых
познавательных интересов, они охотно работают в течение всего урока. Наслаждение
самим трудовым процессом (ведь ученик считает себя первооткрывателем) приводит
к сознательному выполнению данной работы. Система проблемных задач в зависимости от уровня подготовки учащихся может быть включена в различные этапы обучения физике: решение задач, выполнение экспериментальных заданий, творческая деятельность учащихся, включение в научно-исследовательскую деятельность, выполнение лабораторного практикума.
Технический прогресс, темпы роста которого за последние десять лет
неимоверно возросли, подарил нам одно из эффективных средств обучения - компьютер. В последнее время была проделана большая работа по разработке программного
комплекса, позволяющего эффективно использовать ИКТ для изучения и повторения
материала, осуществления контроля знаний учащихся, моделирования опытов, осуществления этапов проведения исследований. Применение компьютера, новых информационных технологий способно разрешить множество проблем современного
образования.
Среди них такие важные, как:
 возрастающий объем информации, обрушивающийся на ученика, при
неизменном времени на ее усвоение;
 необходимость индивидуального дифференцированного подхода к
каждому ученику;
 стремление учащихся к творчеству, самовыражению и общению, при
необходимости выполнения стандартных программ;
 постоянная потребность в новой, полной, объективной, доступной информации и многие другие.
Компьютерные технологии обучения способствуют показу новизны материала, обновлению и углублению уже усвоенных знаний, показу достижений современной науки, моделированию жизненных и производственных ситуаций, что придает содержанию личностную окраску и способствует развитию познавательного интереса к предмету.
Использование компьютера позволяет учителю управлять познавательной
деятельностью учащихся, формировать и корректировать установки ученика на учебную деятельность по предмету, а ученику облегчает восприятие значительной для него информации в необходимом для него темпе работы.
Компьютерные средства интерактивны, т.е. они обладают способностью
«откликаться» на действия ученика и учителя, создавать диалог. Компьютер можно
использовать на всех этапах обучения: при объяснении нового материала, при закреплении, повторении, контроле знаний, умений и навыков.
Для ученика компьютер может выполнять функцию учителя, быть инструментом действия, объектом изучения, партнером по работе, исследовательской лабораторией, тренажером, средством для отдыха.
Использование офисных программ, графических редакторов, программрепетиторов, обучающих программ, мультимедийных энциклопедий, а в последнее
время и средств Internet, облегчает работу учителя и ученика по подготовке и проведению урока.
Если конкретизировать написанное, то можно сказать, что компьютер – это
физическая лаборатория, эксперт для контроля знаний, источник информации, инструмент для демонстрации наглядных пособий и т.п.
Подводя итог, следует отметить, что повысить качество подготовки выпускников школ по физике можно лишь при повышении их интереса к изучению
данного предмета. По-другому и нельзя, потому что, говоря словами В. А. Сухомлинского: «Все наши замыслы, все поиски и построения превращаются в прах, если у
ученика нет желания учиться».
2
Бесспорно, виртуальная лаборатория не заменит реальную, но с учетом того, что в сельских школах не всегда под рукой находится необходимое лабораторное
оборудование и, понимая, что наши дети – это дети информационного общества, для
которых использование ИКТ для решения поставленных задач – это почти неотъемлемая часть, использование ЭОР является эффективным средством для повышения
мотивации к изучению физики, что в свою очередь позволяет повысить качество
предметной подготовки учащихся.
Подключение российских школ к Интернету позволило расширить образовательное пространство и дало большое количество новых возможностей для реализации творческих замыслов педагогов.
В течение двух лет я успешно использую on-line физическую лабораторию
и компьютерные модели, расположенные на сайте «Открытый колледж»
(www.college.ru). Названные ЭОР легко интегрируются в урок и позволяют учителю
организовать новые нетрадиционные виды учебной деятельности учащихся.
Лаборатория, а вернее лаборатории (всего их 6) представляют собой рабочий стол, на котором можно экспериментировать с лабораторными установками. Работая с моделями, можно провести свое небольшое исследование. Можно менять значения параметров или конфигурацию модели и наблюдать за результатом.
За время использования материалов on-line лаборатории у меня появилась
определенная методика, которая включает в себя следующие этапы2:
1. этап. Ознакомительный. На этом этапе учащиеся знакомятся с соответствующей моделью и способами ее регулировки или с рабочей областью и инструментарием on-line лаборатории.
2. этап. После того как компьютерная модель или раздел лаборатории
освоены, учащиеся под руководством учителя выполняют 1-2 эксперимента, которые позволяют им глубже вникнуть в физический смысл
происходящего на экране.
3. этап. Учащимся (индивидуально или на группу) дается условие задачи
(чаще всего на дом, для учащихся более подготовленных этот момент
отсутствует).
4. этап. На следующем уроке учащиеся самостоятельно проверяют правильность решения задачи, используя компьютерный эксперимент,
корректируют его.
5. этап. Оформление отчетов учащимися (группами учащихся).
6. этап. Презентация решения и работы.
Работа учащихся с компьютерными моделями в виртуальной физической лаборатории полезна, так как имеется возможность в широких пределах изменять
начальные условия физических экспериментов, что позволяет выполнять многочисленные виртуальные опыты, не боясь вывести из строя лабораторное оборудование (у
детей со временем исчезает боязнь работать с реальными физическими приборами,
особенно при изучении раздела «Электричество»). Интерактивность открывает перед
учащимися огромные познавательные возможности, делая их не только наблюдателями, но и активными участниками проводимых экспериментов.
Самостоятельная проверка полученных результатов при помощи компьютерного эксперимента усиливает познавательный интерес учащихся, делает их работу
творческой, а в ряде случаев приближает её по характеру к научному исследованию.
Оформление ответов учащимися позволяет им провести рефлексию своей
деятельности по достижению поставленной цели, увидеть «пробелы», «разрывы» и
устранить их. Форму оформления учащиеся выбирают самостоятельно, в зависимости
от их желания и уровня владения компьютерными технологиями (презентация,
HTML-страничка и т.д.)
2
Использованы материалы диска «Открытая физика 2.5»
3
Презентация решения и работы формирует навыки коммуникации и умение
представить себя.
В качестве примера продуктов деятельности учащихся представляю две работы, выполненные учащимися 8 класса при изучении раздела «Электрические явления» по темам: «Виды соединения проводников» и «Работа и мощность электрического тока» (работы находятся в приложенных файлах).
Виды соединения проводников.
Условие задачи «Лесенка»: необходимо придумать схему электрической
цепи, позволяющей включать лампочку на следующем этаже многоэтажного дома перед подъемом на него и отключать ее при достижении этого этажа.
Работа и мощность тока.
Условие задачи «Гирлянда»: перед Новым годом на прилавки магазинов
поступила странная партия елочных гирлянд – не смотря на то, что внешне лампочки,
из которых состояла гирлянда, были одинаковы, при включении ее в электрическую
сеть наблюдалось следующее явление: каждая последующая лампочка светила тусклее, чем предыдущая. Определите причину данного явления, поставив соответствующий эксперимент.
4