Компьютерная поддержка урока
физики
 Тамара Васильевна Ильясова окончила
Оренбургский ГПИ в 1964 г. и пять лет преподавала
физику в средней школе. Затем – Оренбургский ГПУ,
путь от учебного мастера кафедры общей физики до
профессора кафедры теоретической физики и
информационных технологий в обучении. Основная
область научных интересов – технические
средства обучения применительно к преподаванию
физики в школе. Закончив в 1980 г. аспирантуру МПГУ,
защитила кандидатскую диссертацию. С начала 90-х
гг. активно включилась в проект НИИ СИМО
(руководитель проф. И.Т.Суравегина) по
преподаванию нового школьного предмета –
естествознания – и в 1991–1994 гг. преподавала
его в школе № 22. Заслуженный учитель России,
кавалер ордена Почёта, автор более 60 публикаций,
соавтор учебника «Концепции современного
естествознания» для педвузов (получил гриф МО РФ
2000 г.). С появлением компьютеров в обучении
возникла ещё одна область научных разработок –
методика использования информационных
технологий в преподавании школьной физики.
Большой популярностью среди учителей физики
Оренбуржья пользуются созданные Т.В.Ильясовой
компьютерные «Дидактические материалы к урокам
физики. 7–8 классы», «Астрослайды» к урокам
астрономии, «Современная физическая картина
мира» и др. Последние годы большое внимание
уделяет проблемам тестологии, читает новый курс
«Современные средства оценивания результатов
обучения». Успешно руководит дипломниками,
аспирантами, научной работой школьников. Тамара
Васильевна вырастила двух сыновей, теперь
помогает растить внуков. Любимое детище – сад,
выращенный «с нуля».
Лекция 1. ЧТО ДАЁТ КОМПЬЮТЕРИЗАЦИЯ
ОБУЧЕНИЯ? КОМПЬЮТЕРНЫЙ УРОК И КОМПЬЮТЕРНАЯ
ПОДДЕРЖКА УРОКА
Компьютеризация в наше время охватила
все сферы деятельности и неотвратимо входит в
одну из самых консервативных областей –
образование. Инертность системы образования –
качество положительное, поскольку ставит заслон
в сфере обучения быстро проходящей моде,
конъюнктуре, личностным амбициям руководителей.
Вместе с тем эта система должна соответствовать
перспективным тенденциям социального и
интеллектуального развития общества, на данном
этапе – должна способствовать переходу к информационному
обществу.
Компьютеризация системы образования
– это не просто «введение» компьютеров в
традиционный процесс обучения, а кардинальная
перестройка всей системы обучения. Меняется
содержание деятельности учителя и учащихся,
структура и организация учебного процесса,
формируются другие методологические,
психологические, дидактические основы
преподавания и обучения. Разрабатываются новые
педагогические технологии обучения. Пока
российская школа находится на начальном этапе
внедрения информационных технологий в обучение,
компьютеризация носит скорее количественный
характер, системный подход только декларируется.
И эта ситуация тем скорее разрешится, чем быстрее
сформируется ИКТ-компетентность школьного
учителя, понимаемая как способность решать
учебные, бытовые, профессиональные задачи с
использованием информационных компьютерных
технологий [1].
Компонентами ИКТ-компетентности можно
считать готовность:
– к поиску и отбору дополнительной
информации для обучения с учётом возможностей
сети интернет, размножения учебных материалов,
сканирования, цифрового фотографирования и
видеозаписи;
– к применению готовых мультимедийных
разработок в образовательных и воспитательных
целях;
– к представлению образовательной
информации с использованием различных
прикладных компьютерных программ (Word, Paint,
PowerPoint, Publisher и др.);
– к разработке компьютерных тестов,
систем рейтинговой оценки знаний учащихся на
основе стандартных приложений и
программ-оболочек;
– к созданию баз данных и собственных
интернет-ресурсов учебного назначения;
– к управлению учебно-воспитательным
процессом с использованием стандартных и
специальных программ;
– к участию в работе сетевых
объединений преподавателей,
интернет-конференций с целью повышения своего
профессионального уровня, обмена опытом;
– к изготовлению дидактического
компьютерного материала.
Компьютеризация сферы образования
позволяет развернуть открытую систему
непрерывного образования населения, в том числе
дистанционного, изменить процесс учебного
познания путём перехода от накопления знаний к
деятельности в специально организованной
обучающей среде, индивидуализировать и
дифференцировать обучение, что особенно важно в
личностно-ориентированных педтехнологиях.
Интерактивная деятельность учащихся создаёт
условия для развития новых в сравнении с
традиционным школьным обучением типов мышления
– альтернативного, эвристического и др., –
приводит к смене авторитарного стиля обучения на
демократический, смягчает зависимость
образования от социальных условий жизни.
Цели и задачи использования
компьютера на уроке физики. По мере оснащения
школ компьютерами и расширения их использования
в педагогических целях менялась и сама
аббревиатура обозначения процедуры
информатизации образования. Когда компьютер был
редкостью в школе, возник интерес педагогов к
НИТО (новым информационным технологиям в
обучении). Оснащение большинства школ России
компьютерными классами, имеющими локальные сети,
перевело информатизацию учебного процесса на
уровень информационных технологий обучения в
сочетании с традиционными аудиовизуальными
техническими средствами информации и контроля.
При подключении школьных компьютеров к сети
интернет начали развиваться компьютерные и
телекоммуникационные технологии обучения.
Обратимся к определениям.
Компьютер – это совокупность
технических устройств, обеспечивающих хранение,
ввод, вывод и преобразование текстовой,
графической и аудиовизуальной информации.
Телекоммуникации – специальные
средства для передачи информации на расстояние.
В порядке возникновения – это телеграф, телефон,
радио, кино, телевидение, спутниковая связь и
компьютерные сети.
Компьютерные телекоммуникации –
средства доступа к программам удалённых
компьютеров и сетевым службам (интернету с его
поисковыми системами, электронной почте,
телеконференциям, электронным библиотекам,
журналам и газетам). При этом собственно
компьютер для пользователя является необходимым
связующим звеном.
Компьютеризация обучения – это
синтез современных достижений педагогики, с
одной стороны, и средств компьютерных
телекоммуникаций, с другой.
Основными задачами компьютеризации
среднего образования в настоящее время
можно считать:
– разработку интерактивных обучающих
сред управления познавательной деятельностью и
развитием учащихся;
– обеспечение доступа учащейся
молодёжи к мировым образовательным ресурсам;
– воспитание информационной культуры
школьника и устранение комплекса компьютерной
тревожности, т.е. боязни и дискомфорта в работе
с компьютером.
Число детей, умеющих пользоваться
компьютером, стремительно растёт, и эта
тенденция будет ускоряться независимо от
парадигмы школьного образования. Однако, как
выявлено во многих исследованиях, дети знакомы
чаще всего с игровыми компьютерными программами
и используют компьютерную технику для
развлечения и отдыха. (Даже на уроках информатики
в качестве поощрения им дают время «поиграть».) Познавательные
и образовательные мотивы работы с компьютером стоят
на двадцатом месте. Налицо педагогическое
противоречие: возможности компьютерных
технологий в обучении велики, но учителями
используются слабо. Уроки с применением
компьютеров проводят в большинстве случаев
только преподаватели информатики в специально
оборудованном кабинете, другие же
учителя-предметники, как правило, и условий для
этого не имеют, и достаточным уровнем владения
компьютерной техникой не обладают. Но главная
проблема в другом. Даже учителя, владеющие
компьютером и понимающие его технические
возможности, игнорируют (или не осознают?)
принципиально новые педагогические возможности
компьютера как средства обучения, используют
его в русле традиционных репродуктивных
обучающих технологий. А к новому средству
обучения необходим и новый педагогический
подход.
Компьютер для учащихся – не только
источник получения новой учебной информации, но
и инструмент интеллектуальной деятельности.
Работа на компьютере может (и должна) развивать
такие личностные качества, как рефлексивность,
критичность к информации, ответственность,
способность к принятию самостоятельных решений,
наконец, толерантность и креативность,
коммуникативные умения.
Компьютер для учителя – современное
средство решения дидактических задач
организации новых форм развивающего обучения. условиями
успешности такого обучения выступают
специальная организация дидактической системы и
целенаправленная подготовка учащихся и учителя
к новым видам деятельности в
компьютеризированой учебной среде.
В целом эффективность применения
компьютерных технологий прямо зависит от уровня
ИКT-компетентности учителя-предметника и уровня компьютерной
субъектности (т.е. самостоятельности,
творческой активности) ученика. По А.М.Короткову,
различают четыре уровня такой субъектности [2]:
– I уровень: вхождение в систему
компьютерного образования (ребёнок учится
воспринимать информацию с экрана монитора и
действовать);
– II уровень: овладение компьютером как
инструментом обучения под руководством учителя;
– III уровень: самостоятельное решение
предметно-практических (прикладных) учебных
задач;
– IV уровень: продуктивная
самостоятельная познавательная деятельность
(создание учебных творческих проектов).
I и II уровни формируются на уроках
информатики, а полноценное компьютеризированное
обучение на других школьных предметах реально
при достижении III и IV уровней.
Компьютер по своей сути – педагогический
инструмент в руках грамотного учителя, а не его
электронная замена. Это современное, мощное
аудиовизуальное техническое средство обучения
(ТСО), и относиться к нему необходимо, как и к
другим ТСО, с чувством педагогической меры и
педагогического такта. Это значит находить
компьютерному материалу точное место и учебную
задачу на уроке в комплексе с другими средствами
обучения, исходя из содержания и задач самого
урока, а не наоборот – строить урок от
имеющихся компьютерных учебных программ.
Компьютер эффективен в случае, когда другие
средства обучения менее выразительны и не могут
обеспечить требуемый уровень познавательной
деятельности. Иначе возникает ситуация «из пушки
– по воробьям».
Компьютер по ряду показателей
значительно превосходит возможности других
аудиовизуальных ТСО [3]. К основным преимуществам
можно отнести:
– мультимедийность (сочетание в
одной учебной программе всех имеющихся на
сегодня форм представления информации, звука,
цвета, анимации и гиперссылок);
– интерактивность (внутренняя
активность ученика, запланированная самим
содержанием учебных программ, не требующая
внешнего руководства со стороны учителя);
– дружественный интерфейс (обеспечение
комфортности работы пользователя, немедленная
реакция на его действия, система встроенных
советов, справок, рекомендаций);
– адаптивность к обучаемому
(возможность выбора в компьютерной учебной
программе индивидуальной траектории обучения);
– независимость содержания обучения
(равные возможности всем пользователям
независимо от социальных и других условий жизни);
– многотерминальность (одновременная
работа нескольких групп пользователей, в том
числе по разным программам, контролируемая и
управляемая базовым компьютером);
– доступность (простота
тиражирования обучающих программ на CD-, DVD-дисках,
сайтах интернета, возможность использования
разных типов компьютеров, расширение
возможностей за счёт периферийных
дополнительных устройств и обновления – upgrade).
Названные особенности позволят
учителю органично ввести компьютер в урок,
приучить ребят включаться в учебную
деятельность, не отвлекаясь на новизну средства.
Однако при любом количестве и качестве
централизованно создаваемых компьютерных
пособий органичность их применения
обеспечивается работой учителя по организации тематической
системы дидактических средств. Компьютерные
материалы включаются как необходимый компонент
в этот комплекс, занимая своё место в
соответствии с конкретной учебной целью,
задачей. Системообразующими в таком
комплексе средств обучения должны стать
дидактические материалы, созданные
(специально подобранные, изготовленные) самим
учителем-предметником. При этом компьютер на
сегодня – самое универсальное средство
организации учебных материалов, поэтому так
необходимо уметь владеть компьютером.
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.
Как сохранить «золотую середину»? На
наш взгляд, дело в стратегии и тактике
использования компьютера в ходе обучения. Прежде
всего следует различать компьютерный урок и компьютерную
поддержку урока.
На компьютерном уроке компьютер
выступает одновременно и как средство, и как
объект изучения. Примером может служить предмет
«информатика». На всех других учебных предметах
в школе реальна только компьютерная поддержка
урока, когда компьютер используется только как
средство обучения в сочетании с другими,
традиционными средствами обучения. Такое
объединение не нарушает обычной урочной формы
организации учебного процесса и постепенно
приучает ребят к взаимодействию с
компьютером в ходе усвоения материала. Но
большинство авторов (как, например, Г.К.Селевко
[4]) компьютерным уроком называют любой урок, где
используется компьютер. Так что определите свою
позицию в этом сами.
Как понимать взаимодействие ученика с
компьютером на уроке физики? Где место учителя?
Познавательная активность обучаемого должна
стимулироваться структурой и содержанием
компьютерного материала, а обязанность учителя
– системно организовать компьютерную
деятельность учащихся на уроке в сочетании с
другими учебными действиями и средствами.
Компьютер с его специфическими возможностями необходим
для создания дидактически активной
познавательной среды, направленной на
развитие интеллекта и реализацию личностного
потенциала каждого обучаемого. Огромные
информационные возможности компьютера и
удобство тренажа разумнее использовать на
втором уровне востребованности (через
гиперссылки, справочный, энциклопедический и
другой материал). Ещё эффективнее компактно
размещать и систематизировать материал в
специальных компьютерных программах для
тренажа, индивидуальной самостоятельной работы
во внеурочное время с целью отработки умений и
навыков. Компьютерные учебные материалы на уроке
прежде всего предназначены для обеспечения
продуктивной мыслительной деятельности
обучаемого в ходе активного восприятия,
управляемого учителем, и не должны дублировать
содержание учебника. Иначе снижается
развивающий потенциал урока. Конечно, для
реализации такого подхода на уроке необходим
мультипроектор. Он позволяет сочетать
индивидуальную работу с коллективной и
управлять восприятием материала за счёт подачи
изображения с учительского монитора на большой
экран.
Возможные учебные ситуации (задачи)
компьютерной поддержки уроков физики:
– показ видео- и анимационных
фрагментов для постановки учебных проблем,
демонстрации физических явлений процессов,
объектов и т.п.;
– демонстрация классических, а также
невоспроизводимых в школьных условиях опытов;
– анализ на компьютерных моделях
проведённых в классе «вживую» демонстрационных
опытов с возможностью вариаций начальных
условий и параметров;
– использование анимированных
рисунков, моделей, схем, графиков как средств
виртуальной наглядности;
– проведение компьютерных
лабораторных работ, а в реальном будущем –
создание универсального электронного
измерительного комплекса с обработкой
результатов на компьютере (сейчас уже есть
мини-лаборатория «Архимед», лаборатория «L-микро»),
виртуального лабораторного физического
практикума;
– предоставление вариативных заданий
разной сложности для самостоятельной работы с
оценкой результатов и разъяснением ошибок через
гиперссылки;
– проведение тестового контроля
усвоения нового материала и итогового контроля
знаний с фиксацией результатов;
– проведение многовариантных
уровневых самостоятельных и контрольных работ
(промежуточных и итоговых), а также предъявление
нестандартных, творческих заданий учащимся;
– предоставление подборок
исторического, табличного, справочного
материалов;
– построение графиков, диаграмм и т.п.
с использованием встроенных программ и
микрокалькулятора;
– решение задач с последующей
проверкой результатов на компьютерных моделях,
решение обратных задач, создание электронного
задачника (на уроке лучше без решебника);
– пользование предметным понятийным
словарём (глоссарием);
– составление логических схем
взаимосвязи понятий, структурных схем,
систематизирующих, обобщающих таблиц, в том
числе интерактивных;
– проведение тематических учебных
компьютерных игр и использование развивающих
виртуальных конструкторов;
– обращение к электронным
энциклопедиям, поиск учебной информации в
интернете;
– создание и демонстрация физических
моделей процессов, технических устройств в
специальных средах («Живая физика» и др.);
– создание целостных ученических
проектов на физические и межпредметные темы с
использованием компьютерных телекоммуникаций
(групповая деятельность учащихся в течение
нескольких уроков).
Это далеко не полный перечень
вариантов компьютерной поддержки урока физики.
Нет упоминания учебных программ по физике на СD
и в интернете. Подробнее об их использовании
пойдёт речь в следующих лекциях. Здесь же следует
подчеркнуть главное. Организовать изучение темы
только на основе даже самого хорошего учебного
компьютерного материала практически невозможно.
Учебная ситуация в разных классах, школах, истор
ическом времени очень вариативна, и потому на
уроке реально только фрагментарное их
включение в сочетании с другими средствами и
методами.
В заключение сформулируем основные методические
правила компьютерной поддержки урока.
1. Главная учебная цель: создание
активной познавательной среды, необходимой для
диалога учителя с учащимися, эвристической
беседы.
2. Общая продолжительность работы на
компьютере не должна превышать на уроке 10–20 мин
в 2–3 приёма, при органичном сочетании с другими
средствами и видами учебной деятельности.
3. Не замещение реального
демонстрационного эксперимента на уроке
компьютерными моделями, а их умелое сочетание с
разделением характерных дидактических функций.
4. Проблемное, развивающее содержание
компьютерных материалов, выявляющее типичные
затруднения, ошибки учащихся, и оформленное с
учётом психолого-педагогических условий
восприятия информации с монитора.
5. В компьютерных моделях –
подчёркивание теоретической сущности
изучаемого, его качественных (по необходимости –
количественных) характеристик без погружения в
детали.
6. Компьютерные материалы –
необходимая часть единого комплекса средств
обучения данной темы, который учитель может (и
должен!) дополнять, модернизировать, варьировать
способы применения.
7. Сочетание разных средств обучения в
свете системного принципа их взаимодействия
(с учётом цели, возможностей и взаимной
поддержки). Эпизодичность, разрозненность ТСО не
концентрирует внимания на главном, утомляет
детей.
Вопросы для самоконтроля
1. Что понимают под компьютеризацией
образования? Каковы её цели?
2. Дайте определение понятиям:
«телекоммуникации», «компьютер», «компьютерные
телекоммуникации».
3. Что даёт обществу компьютеризация
сферы образования?
4. Назовите основные задачи
компьютеризации среднего образования в
настоящем.
5. Каковы условия успешности обучения в
компьютеризированной обучающей среде?
6. Перечислите уровни субъектности
ученика при работе с компьютером.
7. Чем является компьютер для ученика?
для учителя?
8. Назовите преимущества компьютера
как средства обучения.
9. В чём состоит ИКТ-компетентность
учителя?
10. Для каких учебных ситуаций (целей) на
уроке физики возможна компьютерная поддержка?
11. Перечислите методические правила
использования на уроке дидактических
компьютерных материалов.
Рекомендуемая литература
1. Лебедева М.Б., Шилова О.Н. Что
такое ИКТ-компетентность студентов
педагогического университета и как её
формировать. – Информатика и образование, 2004, № 3.
2. Коротков А.М. Компьютерное
образование с позиций системно-деятельностного
подхода. – Педагогика, 2004, № 2.
3. Новые педагогические и
информационные технологии в системе
образования: Уч. пособие для студ. пед. вузов и
системы повышения квалиф. пед. кадров: Под ред.
Е.С.Полат. – М.: Академия, 1999.
4. Селевко Г.К. Педагогические технологии на
основе информационно-коммуникационных средств.
– М.: НИИ школьных технологий, 2005.
Продолжение см. в № 18/08
|