ELECTRONIC EDUCATIONAL RESOURCES In PHYSICS TEACHING: GENERAL And ESPECIAL.pdf Одним из важнейших средств информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в образовании является электронный образовательный ресурс (ЭОР), так как именно в них проявляются основные возможности современных ИКТ в обучении конкретному предмету: обратная связь между обучающимся и ЭОР с реализацией интерактивного диалога, визуализация учебной информации на новом качественном уровне, моделирование изучаемых сущностей, архивирование и хранение больших объемов информации с возможностью легкого доступа к ней, автоматизация процессов вычислительной и информационно-поисковой деятельности обучающихся, автоматизация процессов управления учебной деятельностью и контроля учебных достижений [1-2].Наиболее общим моментом, обусловившим применение ЭОР в преподавании любого учебного предмета, является то, что современные ЭОР ориентированы на работу с информацией разных типов: рисунками, фотографиями, звуковыми фрагментами, анимацией, видео, интерактивными моделями и т.д. Такое сочетание и применение в наше время обозначились терминами «мультимедиа» и «мультимедиа-технология». Основными специфичными компонентами мультимедиа-технологий и основанных на них ЭОР являются интерактивность и гипертекстовость, обусловливающие наиболее необходимые и значимые преимущества ЭОР по сравнению с классическими дидактическими средствами [3]. Эти преимущества связаны со многими психолого-педагогическими аспектами, имеющими ключевое значение для модернизации учебно-воспитательного процесса на базе ИКТ и уже успешно прошедшими проверку практикой [4-9]:1) мотивационный - ЭОР позволяют усилить мотивацию учения и сформировать положительное отношение к учебе. Источниками такой мотивации являются:- новизна работы с компьютером, которая уже сама по себе способствует повышению интереса к учебе;- возможность регулирования предъявления задач по трудности, поощряя правильные решения и не прибегая при этом к нравоучениям и порицаниям;- возможность доведения решения любой учебной задачи до конца, поскольку обучаемому оказывается необходимая помощь вплоть до объяснения процесса решения с возможностью его обсуждения;- возможность пробы умственных сил, проявления оригинальности, постановки любого вопроса и любой задачи, предложения любого решения без риска получить за это низкий балл;- возможность облачения учебного материала в занимательную форму;2) учет индивидуальных особенностей обучающихся и соответствующая активизация учебного процесса:- облегчение перехода от противостояния к сотрудничеству в отношениях между учениками и учителем, так как исчезает физический барьер - стол между учеником и учителем (это важный психологический момент);- индивидуализация и дифференциация процесса обучения путем реализации интерактивного диалога, предоставления возможности самостоятельного выбора режима учебной деятельности и компьютерной визуализации изучаемых объектов взамен фронтальной формы работы и ориентации на среднего ученика (которая приводит к потере интереса к происходящему на уроке у самых способных учеников, а наиболее слабые даже при желании не могут активно включиться в учебный процесс);- создание ощущения комфортности при выполнении заданий, предусмотренных программой, так как обучающийся работает с оптимальной для него нагрузкой и не чувствует влияния окружающих;3) расширение возможностей предъявления учебной информации:- повышение осознанности восприятия, познавательного интереса, активизация мышления за счет методически грамотно организованного на базе средств ИКТ процесса визуализации и динамизации изучаемых процессов, увеличения полисенсорности восприятия. По сравнению с этим восприятие неподвижных изображений тел, процессов и явлений в виде рисунков и чертежей, графиков функций, геометрических интерпретаций различных закономерностей, а также их моделей не обеспечивает в должной мере понимание сути процесса или явления, формирование пространственных и временных представлений;- возможность интерактивного взаимодействия с изучаемым объектом, характеризующегося реализацией развитых средств ведения диалога и обеспечения возможности выбора вариантов содержания учебного материала и режима работы с ним, что позволяет осуществлять управление процессами восприятия и понимания. Так как восприятие информации - это важнейший этап, от адекватности которого зависит результат процесса усвоения, правильное формирование понятий, то управление восприятием открывает перспективы целенаправленного формирования познавательной активности на основе чувственного познания за счет перевода мыслительной деятельности учащегося в план образного восприятия;- использование образовательных ресурсов Интернет, обеспечивающих широкое информационное поле для поиска источников, которые далеко выходят за ограниченный объем традиционного школьного учебника;4) изменение характера информационного взаимодействия участников образовательного процесса:- изменение структуры информационного взаимодействия в связи с тем, что появляется партнер как для ученика, так и для учителя - это ЭОР, обладающий интерактивностью, возможностью «задавать вопросы», «отвечать на вопросы», «предлагать» различные режимы работы с ним, корректировать действия обучающегося. Активность при этом проявляют все три субъекта информационного взаимодействия, в том числе и ЭОР, в который встроены элементы технологии обучения, обеспечивающие контроль или самоконтроль результатов обучения, тренировку на формирование определенных знаний или умений, коррекцию в процессе приобретения нового знания;- изменение роли учителя как непререкаемого источника учебной информации, обладающего возможностью осуществления обратной связи, в сторону кураторства или наставничества. Учитель основное время урока уже не тратит на передачу учебной информации, на сообщение «суммы знаний», на пересказ учебных материалов, а может расходовать на решение творческих и управленческих задач;- изменение роли ученика как «потребителя» учебной информации в направлении поиска, выбора информации, ее обработки и передачи. Использование учеником самостоятельно полученной учебной информации переводит процесс обучения с уровня «пассивного потребления информации» на уровень «активного преобразования информации», а в идеале - на уровень самостоятельной постановки учебной проблемы, выдвижения гипотезы для ее разрешения, проверки ее правильности, формулирования выводов и обобщений;5) изменение контроля за деятельностью учащихся:- изменение временных промежутков на обдумывание ответов обучающимся, так как при работе за компьютером каждый обучающийся работает самостоятельно и может обдумывать ответ столько, сколько ему необходимо;- снятие вопроса о субъективной оценке знаний при опросе, так как оценку выставляет компьютер, анализируя количество верно выполненных заданий;- возможность мгновенного анализа ответа, что дает возможность опрашиваемому либо утвердиться в своих знаниях, либо скорректировать неверно введенный ответ, либо обратиться за помощью к учителю;6) обеспечение условий для реализации деятельностного подхода в обучении:- упрощение поиска и сбора информации, проверки ее достоверности - это шаг на пути к самостоятельной работе с информационными источниками и продуцированию личностно значимой информации. Фактически это означает отказ от модели классического образования, исходившей из того, что существует необходимый современному человеку культурный багаж, освоив который, обучающийся будет в состоянии понять устройство современного общества и свое место в мире, с получением достаточного словарного и понятийного запаса для осуществления всех необходимых социальных ролей;- формирование рационального отношения к информационным источникам и соответственно, критического мышления;- формирование умений по организации хранения данных, анализу и выбору адекватных форм их представления, так как информация представляет реальную ценность лишь в том случае, когда доступ к ней соответствующим образом организован;- облегчение формирования способности правильно описывать свои наблюдения, снабжать их необходимыми иллюстрациями за счет появления текстовых и графических процессоров и других современных информационных инструментов;7) формирование коммуникационных навыков за счет:- возрастания значения письменной речи и графической грамотности, так как увеличивается доля работы в текстовых редакторах и в программах для графики и технического черчения;- возрастания значения устной речи, так как расширяются возможности выступлений обучающихся на занятиях с применением мультимедиа-проекторов и телекоммуникационных технологий;- возможностей сетевых и интернет-технологий по размещению учебных проектов на сайте учебного заведения или даже за его пределами с возможностью их преобразования в телекоммуникационные.Однако необходимо заметить, что физика как учебный предмет по сравнению с другими дисциплинами обладает рядом особенностей, которые предъявляют специфичные требования к ЭОР по физике. Эта специфичность заключается в существенной необходимости:- наглядного представления (визуализации) изучаемой информации - физических объектов, процессов, явлений, а также их моделей, представление их в динамике развития, во временном и пространственном движении, причем с сохранением возможности диалогового общения с системой;- анализа закономерностей протекания физических явлений в реальном процессе с формированием умений по выдвижению предположений и гипотез и разработке методов их проверки;- решения физических задач различного типа;- математического моделирования процессов и объектов физического мира с формированием умений конструировать, интерпретировать и использовать математические выражения и модели;- проведения физических экспериментов с управлением объектами, процессами, лабораторными установками или экспериментальными стендами;- проведения разных видов измерений, обсуждения вопросов достоверности собираемых данных и возможных ошибок в процессе их сбора и интерпретации;- автоматизации процессов сбора данных и обработки результатов эксперимента или наблюдения;- проведения расчетов и визуализации результатов экспериментов;- проведения описания наблюдений, снабжения их необходимыми иллюстрациями [10-13].Педагогическая целесообразность реализации возможностей ЭОР в процессе обучения физике обосновывается, прежде всего, визуализацией учебной информации с вычленением и рассмотрением в деталях главных закономерностей за счет интерактивного взаимодействия. Восприятие информации - важнейший этап, от адекватности которого зависит результат процесса усвоения, правильное формирование понятий. Восприятие неподвижных изображений физических тел, процессов и явлений в виде рисунков и чертежей, графиков функций, геометрических интерпретаций различных закономерностей, а также их моделей не обеспечивает в должной мере понимание сути процесса или явления, формирование пространственных и временных представлений. Так, учащиеся не представляют изменений в физической системе тел по статическому чертежу, а в реальной практике не все демонстрации можно представить на занятии «вживую». Методически грамотно организованный процесс визуализации позволяет создавать на экране яркие запоминающиеся динамические картины физических опытов или явлений, воспроизводить их тонкие детали, которые обычно ускользают при наблюдении реальных экспериментов, что способствует осознанности восприятия, повышению познавательного интереса, активизирует мышление. При этом развивается традиционное понимание «наглядности» обучения - обеспечение потребности учащегося увидеть в какой-либо форме предмет или явление и произвести с ним минимальные манипуляции. Любые формы представления объекта могут сменять друг друга, используя одновременно образное, аналитическое и языковое представления.Используя возможности визуализации при объяснении учебного материала по физике (физические закономерности, свойства физических объектов, систем, явлений и их отношения и т. д.) можно значительно сокращать объём текстовой информации, различные выкладки заменять образами и их имитациями. При этом у обучаемых развивается образный, интуитивный и ситуативный стиль мышления.Другим значительным аспектом использования ЭОР в физике является то, что он может выполнять роль экспериментальной установки, которая особенно важна:- для предварительного знакомства учащегося с экспериментом, который ему предстоит выполнить впоследствии на реальной установке, если эксперимент сложен и работа на лабораторной установке требует предварительной подготовки и тренировки;- в тех случаях, когда реальный эксперимент затруднён, например, тем, что физические параметры имеют экстремальные значения (слишком большое или, напротив, слишком малое значение);- для реализации модельных, идеальных экспериментов, которые вообще невозможно осуществить в реальной жизни, но которые можно себе представить мысленно;- для моделирования знаменитых опытов, вошедших в историю (тем самым знакомя учащихся с историей физики);- для наглядной демонстрации ненаблюдаемых в обычном эксперименте, но реально протекающих процессов (например, движение электронов или других микрочастиц);- в качестве альтернативы сильно упрощенному математическому описанию физического процесса или явления, предусмотренному по учебной программе [4].Практические навыки, приобретаемые учащимися на лабораторных занятиях с использованием компьютерного эксперимента, как и в традиционном эксперименте, связаны с умениями наблюдать, ставить эксперимент, производить математическую обработку результатов, искать и устанавливать функциональную зависимость между физическими величинами. При этом попутно совершенствуются практические навыки учеников в работе со средствами ИКТ, формируются навыки самостоятельной работы. Однако главным достоинством компьютерного эксперимента является возможность создавать на экране модели различных физических явлений, что дает возможность обнаружить те или иные качественные и количественные закономерности между величинами, более глубоко изучить различные стороны ранее известных и неизвестных закономерностей.Еще одним немаловажным фактором использования ЭОР в физике является их применение для решения физических задач. В первую очередь, это позволяет расширить спектр «просто» решаемых физических задач за счет наличия в ЭОР встроенных математических средств, облегчающих расчеты и снимающих рутину вычислений. Однако ставка на бесконтрольное применение ЭОР в этом аспекте может нанести и вред, так как обучающиеся, кроме всего прочего, должны познавать и соответствующие математические методы решения задач. Во-вторых, качественное расширение типов решаемых задач обусловлено возможностями графической визуализации условий задачи, что позволяет обучающемуся просто по графику найти нужный ответ. В-третьих, применение ЭОР позволяет достаточно свободно пользоваться при решении задач методом «что будет, если...», что актуально для привития навыков анализа решений и постановки новых задач. И, в-четвертых, ЭОР позволяют ставить совершенно новые типы учебных задач по физике. Например, можно средствами ЭОР предоставить обучающемуся видеофрагмент и по его содержанию сформулировать для него задачу, при этом оснастив его встроенными в ЭОР необходимыми чертежами, схемами, рисунками, виртуальными физическими приборами (секундомером, линейкой, динамометром и т.д.) и калькулятором. Это позволяет обучающемуся, интерактивно взаимодействуя с предоставленными объектами, производить измерения и вычисления, что приближает процесс решения задачи к компьютерной лабораторной работе.И, наконец, необходимо упомянуть еще один аспект использования ЭОР в физике, связанный с тем, что физика как наука изучает окружающий нас реальный мир. Это позволяет с помощью ЭОР достаточно просто «погрузить» обучаемого в психологически комфортную виртуальную среду, оформив соответствующим образом учебный «фон» компьютерными представлениями объектов реального мира. С этим же связана относительная простота организации обучения физике в игровой форме (в определенных пределах), например в виде квеста, что может решить многие проблемы мотивации обучения.В настоящее время использование ЭОР в силу его инновационных качеств характерно для всей сферы образования. Однако в связи с вышеизложенным можно констатировать его особую значимость в обучении естественнонаучных дисциплин, в число которых в первую очередь входит физика.

Скачать электронную версию публикации