WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаПедагогіка, Сценарії виховних заходів → Розв'язування дослідницьких задач з фізики із застосуванням нових інформаційних технологій - Реферат

Розв'язування дослідницьких задач з фізики із застосуванням нових інформаційних технологій - Реферат

Реферат на тему:

Розв'язування дослідницьких задач з фізики із застосуванням нових інформаційних технологій

Становлення України як самостійної держави, соціально-економічні зміни у суспільстві висувають перед освітою завдання відродження інтелектуального потенціалу народу, виходу вітчизняної науки на світовий рівень. Одним з основних напрямків реалізації поставлених завдань є забезпечення розвитку освіти на базі нових прогресивних концепцій, впровадження інформаційних технологій і науково-методичних досліджень у навчальний процес.

Науково-технічний прогрес призводить до все більшого ускладнення змісту і прийомів трудової діяльності людини. Ця діяльність характеризується рисами пошуку, вона вимагає від людини технічних і технологічних знань, оперативності при прийняті рішень, вміння користуватися сучасними засобами управління інформаційними потоками. Особливого значення набувають інтелектуальні задачі та їх розв'язання з використанням інформаційних технологій.

Одним з напрямків вдосконалення шкільного курсу "Фізика", розширення і поглиблення його теоретичних основ і підвищення практичної значущості результатів навчання є збільшення у шкільних програмах з фізики компонента творчо-дослідницької діяльності учня.

Особливо широкі перспективи тут відкриваються з впровадженням нових інформаційних технологій навчання (НІТН). Цей творчо-дослідницький компонент має формуватися, у першу чергу, з дослідницьких задач, добраних так, щоб їх розв'язок був якомога наочнішим при використанні комп'ютерних програмних засобів.

Специфічні інструментальні можливості ПЕОМ, спеціальні педагогічні програмні засоби (ППЗ) є важливою складовою сучасної методичної системи навчання фізики і визначають ефективність використання комп'ютерів у фізичній освіті. Зміни у змісті, методах та організаційних формах фізичної освіти мають базуватися на інструментальному використанні ПЕОМ на уроках з фізики та організації на цій основі нових видів навчальної діяльності, зокрема дослідницького спрямування.

При цьому особливо актуальним стає прищеплення учням навичків дослідницького підходу до вивчення оточуючого світу з активним використанням засобів нових інформаційних технологій (планування експерименту, створення теоретичної моделі явища, що вивчається, розробка математичної моделі явища чи процесу, проведення вимірювань з достатнім ступенем точності, визначення похибок вимірювань, використання у процесі пізнання мікропроцесорної техніки, тощо). Постають проблеми визначення напрямків змісту, методів, засобів, організаційних форм навчання фізики, управління навчальним процесом в умовах широкого використання засобів НІТ.

Дослідження проблеми підготовки у середній школі користувача, який має уявлення про засоби й методи розв'язування дослідницьких задач з допомогою комп'ютера є актуальним для вдосконалення методичної системи вивчення фізики у середній школі. Разом з тим особливості формування основних прийомів навчально-дослідницької діяльності учнів старших класів середньої школи при вивченні фізики в умовах НІТН до сьогодні залишалися поза увагою дослідників. Ще не достатньо розроблена методика використання засобів НІТ для цілеспрямованого розвитку творчо-дослідницької діяльності учнів.

Протиріччя між змістом сучасного шкільного курсу "Фізика" і розбіг у поглядах на його викладання на основі HIT, з одного боку, і вимоги сучасності, перспективи, що відкриваються у зв'язку з інформатизацією навчального процесу і впровадження нових інформаційних технологій навчання, з другого боку, визначають соціально важливу проблему. У зв'язку з цим розробка нових методів вивчення фізики у школі, з'ясування можливих напрямків модернізації змісту шкільної фізичної освіти, підвищення практичної значущості результатів навчання в умовах розвиненого інформаційного суспільства є актуальною проблемою.

У практиці шкільного навчального процесу робота із засобами HIT конкретизується, у першу чергу, в роботі з персональним комп'ютером (ПК) і програмним засобом (ПЗ), що управляє роботою ПК. Одна із задач ПК — автоматизація інтелектуальної праці, підвищення ефективності діяльності людини. Головною особливістю ПК є робота з такими ПЗ, що орієнтовані на користувача, який не володіє мовами програмування. Такий підхід дозволяє подолати бар'єр, що відокремлює людину від комп'ютера.

Сьогодні існують у великій кількості та постійно з'являються все нові пакети прикладних програм (ППП), що є, по суті, математичними пакетами, основною перевагою яких є загальноприйнята математична мова, з допомогою якої здійснюється спілкування у системі "людина — комп'ютер". Призначені, насамперед, для інженерних і наукових розрахунків, ці ППП використовуються для математичної підтримки навчального процесу тому, що не вимагають від користувача вміння програмувати та не руйнують обрану викладачем методику навчання., У світі широко поширені такі інструментальні ППП, як MATHCAD, МАТНЕМАТІСА, EUREKA, DERIVE, MATHLAB [3]. Щодо використання в середній школі зазначених і подібних ППП, слід сказати, що вони мають збиток математичних можливостей, вимагають тривалої підготовки користувача через складні директорії доступу до необхідної для конкретного розрахунку частини системи, громіздкими правилами, якими необхідно користуватися при наборі функціональних залежностей, побудові графіків, чисельної обробки інформації.

На кафедрі інформатики УДПУ ім. М. П. Дрлгоманова під керівництвом академіка АПН України М. І. Жалдака розроблено ППЗ GRAN1, що дає достатню математичну підтримку курсів "Математика" та "Фізика" [і]. Досвід використання ППЗ GRAN1 при викладанні шкільного курсу "Фізика" показує, що простота й доступність введення інформації, вдало організований інтерфейс користувача, наявність контекстної інструкції допомагають учням досить швидко опанувати операційну компоненту діяльності з даним ППЗ.

Застосування засобів НІТ у тому ракурсі, що його вимагає використання ППЗ математичної підтримки (ППЗ МП), наприклад при розв'язуванні задачі, обов'язково включає у процес навчальної діяльності етап створення математичної моделі розв'язання задачі, тобто використання формального апарату математики. Наші педагогічні спостереження показують необхідність певного підготовчого періоду, що передує самостійному розв'язуванню учнями задач курсу "Фізика" ередньої школи з використанням ППЗ МП. Цей період, у свою чергу, розпадається на два етапи, на кожному з яких розв'язуються свої методичні задачі. У результаті реалізації першого етапу підгоговчого періоду учень повинен:

  • опанувати основними поняттями матеріалу, що вивчається;

  • оволодіти навичками роботи з ПК;

  • оволодіти навичками використання конкретного ПЗ.

Протягом другого етапу учень повинен:

  • розв'язати низку спеціально підібраних задач з теми, що вивчається, із зростанням ступеня складності;

  • розв'язати низку задач, де увага зосереджується саме на побудові математичної моделі фізичного процесу, що вивчається;

  • провести докладний аналіз своєї діяльності при розв'язуванні задач, виконання яких передбачає використання засобів HIT.

Таким чином, початок самостійної навчальної діяльності з використанням засобів HIT розпочинається після проходження учнями стадії репродуктивної діяльності при розв'язуванні навчальних задач з проектування цієї діяльності на можливість застосування засобів НІТ. и цьому кожний елемент підготовчих етапів може бути розширений. Наприклад, при розв'язуванні задач теми необхідно звернути увагу на оволодіння учнями такими типами навчальних дій, як перетворення математичних виразів (формул), виведення формул, використання формул.

При аналізі власної діяльності учні повинні вміти скласти алгоритм діяльності, що допомагає їм свідомо вибирати етапи, на яких вони повинні використовувати засоби математичної підтримки процесу розв'язування задачі, надані HIT. Слід звернути увагу учнів на раціональну сторону їхньої діяльності під час управління процесом побудови графічного образу, тлумачення графічного уявлення функціональної залежності, тлумачення чисельних результатів ланцюжка результатів, розрахунків і т. ін.

Одним з експериментальних об'єктів наших досліджень виступає математичне моделювання як окремий вид діяльності моделювання, що дозволяє отримати графічне подання фізичних процесів, які моделюються, як проміжний етап розв'язування навчальної задачі. З появою таких програмних засобів, як MATHCAD, EUREKA, DERIVE, GRAN1 та інших, етап програмування із діяльності користувача можна виключити у тих випадках, коли розроблена (сконструйована) математична модель розв'язування задачі для явища або процесу, що розглядається, у звичній для учня знаковій формі. Це розширює сферу застосування засобів НІТ, тому що не вимагає від учнів високого рівня володіння методами математики та основами програмування, прискорює процес отримання кінцевого результату розв'язання фізичної задачі.

Loading...

 
 

Цікаве