Совершенствование лекционного курса "Электричество и магнетизм" на основе применения компьютерных технологий

Содержание
Введение
Глава I. Общие вопросы использования информационных технологий в образовательном процессе
§1.1. Классификация и характеристика программных средств информационной технологии обучении
§1.2. Психологические аспекты информатизации образовательной системы
§1.3. Применение компьютерных технологий при чтении лекций
Глава II. Использование информационных технологий при изучении темы «Электричество и магнетизм»
§2.1. Общие вопросы методики преподавания темы «Электричество и магнетизм»
§2.2. Повышение эффективности лекционного курса, используемого при изучении темы «Электричество и магнетизм» на основе информационных технологий
§2.3. Разработка электронной лекции по физике «Электромагнитные колебания» для школьного курса физики профильных классов
Заключение
Литература

Введение
Актуальность исследования. Демократизация общества, становление рыночных отношений выдвинули новые требования к обучению и воспитанию человека, гражданина, специалиста. В складывающихся социально-экономических отношениях востребованы профессионализм, ответственность, самостоятельность и инициатива, а не пассивное исполнительство. Эти социально значимые качества следует формировать у подрастающего поколения непосредственно в учебной деятельности. Учебное исследование является такой формой организации деятельности школьника, которая в существенной степени способствует их формированию и развитию.
Имеющее место все более тонкое структурирование общества, его информатизация, возрастание роли науки приводят к специализации и усложнению деятельности во всех сферах общественной жизни: производственной, технологической, правовой и т.д. В этих условиях все более актуальным становится требование самообразования в течение всей жизни, поскольку никакое накопление знаний «про запас» в институализированном обучении не может компенсировать необходимость их самостоятельного обновления и пополнения. Готовность к самообразованию может быть обеспечена, прежде всего, развитием познавательных способностей за счет овладения методологическим аппаратом приращения и применения знаний. Наиболее адекватный аппарат решения познавательных задач, а также развития творческих, коммуникативных, рефлексивных качеств личности заключает в себе отработанная веками методология научного поиска.
Сказанное свидетельствует о необходимости целенаправленного обучения школьников общим и специальным методам познания окружающего мира, логике и этапам научного познавательного процесса и, в конечном счете, целостной исследовательской деятельности.
В 21 веке любой образованный человек должен уметь использовать в работе современные информационные технологии. Таким образом, возникает необходимость в создании иной образовательной среды. В настоящее время актуальным является вопрос использования программно-педагогических и телекоммуникационных средств в учебном процессе школы и, в частности, при обучении физике и астрономии.
Для того, чтобы повысить эффективность развития познавательной и исследовательской деятельности и дать новые возможности для творческого роста учащихся, нужно использовать современные физические электронные лаборатории, мультимедийные компьютерные программы и телекоммуникационные технологии, открывающие учащимся доступ к нетрадиционным источникам информации - электронным гипертекстовым учебникам, образовательным сайтам, системам дистанционного обучения.
При правильном их использовании они обеспечивают целый ряд преимуществ перед обычным способом обучения:
индивидуализация учебного процесса по содержанию, объему и темпам усвоения учебного материала;
активизация учащихся при усвоении учебной информации;
повышение эффективности использования учебного времени;
положительная мотивация обучения за счет комфортных психологических условий работы учащегося, объективности оценки;
изменение характера труда преподавателя (сокращение рутинной работы и усиление творческой составляющей его деятельности).
Особую роль играет применение компьютерных технологий при обучении физике в средней школе. Как показывает педагогический опыт, наибольшее количество трудностей возникает при изучении тех разделов курса физики, которые связаны с электричеством и магнетизмом. Между тем методика изучения различных тем в этих разделах не разработана в должной мере. В связи с этим нами была сделана попытка обоснования целесообразности использования ИТО при изучении в частности темы “Электромагнитные колебания” и разработаны некоторые методические моменты, которые, в зависимости от принятой технологии учебного процесса, его целей и задач, а так же от компьютерной оснащенности школы, могут быть использованы преподавателями физики как для изучения всей темы целиком, так и для изучения ее отдельных вопросов.
Разработка нестандартного способа изложения темы говорит об актуальности исследования и заключает в себе элемент новизны и практической значимости.
Цель исследования – совершенствовать лекционный курс «Электричество и магнетизм» на основе применения компьютерных технологий, разработать методику изучения электроколебательных процессов с помощью компьютера.
Объектом исследования является организация учебного процесса при изучении физики.
Предметом является повышение эффективности лекционного курса, используемого при изучении темы «Электричество и магнетизм» на основе информационных технологий.
В основу работы была положена гипотеза: использование компьютерных технологий, а в частности некоторых прикладных пакетов, повышает эффективность учебного процесса и позволяет добиться более глубокого понимания данной темы учащимися.
Исходя из поставленной цели и сформулированной гипотезы, следуют задачи:
рассмотреть использование новых информационных технологий в образовательном процессе;
рассмотреть общие вопросы методики преподавания темы «Электричество и магнетизм»;
выяснить, с какими трудностями сталкиваются учащиеся в процессе изучения данной темы и, следовательно, каким вопросам и понятиям следует уделить особое внимание;
разработать электронную лекцию на тему «Электромагнитные колебания» для школьного курса физики профильных классов.
Для решения поставленных задач использованы следующие методы:
изучение методической, психологической и справочной литературы по данной теме;
знакомство с уже имеющимися разработками в области данной темы.

Глава I. Общие вопросы использования информационных технологий в образовательном процессе
§1.1.Классификация и характеристика программных средств информационной технологии обучении
Особая роль в процессе создания и использования информационных технологий принадлежит в системе образования высшей школе как основному источнику квалифицированных высокоинтеллектуальных кадров и мощной базе фундаментальных и прикладных научных исследований. Характерной особенностью системы образования является то, что она выступает, с одной стороны, в качестве потребителя, пользователя, а с другой — создателя информационных технологий, которые впоследствии используются в самых различных сферах. Это, по сути дела, обеспечивает практическую реализацию концепции перехода от информатизации образования к информатизации общества. Но при этом не стоит преувеличивать возможности компьютеров, поскольку передача информации — это не передача знаний, культуры, и поэтому информационные технологии предоставляют педагогам очень эффективные, но вспомогательные средства.
Для понимания роли информационных технологий в образовании необходимо разобраться с сутью этого понятия.
Говоря об информационной технологии, в одних случаях подразумевают определенное научное направление, в других же — конкретный способ работы с информацией: это и совокупность знаний о способах и средствах работы с информационными ресурсами, и способ и средства сбора, обработки и передачи информации для получения новых сведений об изучаемом объекте.
В контексте образования мы будем руководствоваться последним определением. В каком-то смысле все педагогические технологии (понимаемые как способы) являются информационными, так как учебно-воспитательный процесс всегда сопровождается обменом информацией между педагогом и обучаемым. Но в современном понимании информационная технология обучения (ИТО) — это педагогическая технология, использующая специальные способы, программные и технические средства (кино, аудио- и видеосредства, компьютеры, телекоммуникационные сети) для работы с информацией.
Таким образом, ИТО следует понимать как приложение информационных технологий для создания новых возможностей передачи знаний (деятельности педагога), восприятия знаний (деятельности обучаемого), оценки качества обучения и, безусловно, всестороннего развития личности обучаемого в ходе учебно-воспитательного процесса. А главная цель информатизации образования состоит «в подготовке обучаемых к полноценному и эффективному участию в бытовой, общественной и профессиональной областях жизнедеятельности в условиях информационного общества»[6].
Понятие компьютерная технология обучения (КТО), с учетом широких возможностей современных вычислительных средств и компьютерных сетей, часто используется в том же смысле, что и ИТО. Но применение аббревиатуры КТО вместо ИТО встречает возражения. Они связаны с тем, что информационные технологии могут использовать компьютер как одно из возможных средств, не исключая при этом применения аудио- и видеоаппаратуры, проекторов и других технических средств обучения. Кроме того, понимание роли компьютера как вычислительной машины (англ. computer — вычислитель) стало уже анахронизмом. Поэтому сам термин «компьютерная (буквально — вычислительная) технология» выглядит неудачно.
Систематические исследования в области применения информационных технологий в образовании ведутся более сорока лет. Система образования всегда была очень открыта внедрению в учебный процесс информационных технологий, базирующихся на программных продуктах самого широкого назначения. В учебных заведениях успешно применяются различные программные комплексы — как относительно доступные (текстовые и графические редакторы, средства для работы с таблицами и подготовки компьютерных презентаций), так и сложные, подчас узкоспециализированные (системы программирования и управления базами данных, пакеты символьной математики и статистической обработки).
В то же время эти программные средства никогда не обеспечивали всех потребностей педагогов. Начиная с 60-х гг., в научных центрах и учебных заведениях США, Канады, Западной Европы, Австралии, Японии, России и ряда других стран было разработано большое количество специализированных компьютерных систем именно для нужд образования, ориентированных на поддержку разных сторон учебно-воспитательного процесса.
Для соответствующих ИТО в зарубежной практике принята следующая терминология:
CAI Computer Aided Instruction Компьютерное программированное обучение
CAL Computer Aided Learning Изучение с помощью компьютера
CBL Computer Based Learning Изучение на базе компьютера
CBT Computer Based Training Обучение на базе компьютера
CAA Computer Aided Assessment Оценивание с помощью компьютера
CMC Computer Mediated Communications Компьютерные коммуникации
В определенном смысле подобная классификация является весьма условной, поскольку в ней, по сути дела, происходит пересечение отдельных технологий.
В этом можно убедиться, рассмотрев более детально каждую из них.
Компьютерное программированное обучение — это технология, обеспечивающая реализацию механизма программированного обучения с помощью соответствующих компьютерных программ.
Изучение с помощью компьютера предполагает самостоятельную работу обучаемого по изучению нового материала с помощью различных средств, в том числе и компьютера. Характер учебной деятельности здесь не регламентируется, изучение может осуществляться и при поддержке наборов инструкций, что и составляет суть метода программированного обучения, лежащего в основе технологии CAI.
Изучение на базе компьютера отличает от предыдущей технологии то, что если там возможно использование самых разнообразных технологических средств (в том числе и традиционных — учебников, аудио- и видеозаписей и т. п.), то здесь предполагается использование преимущественно программных средств, обеспечивающих эффективную самостоятельную работу обучаемых.
Обучение на базе компьютера подразумевает всевозможные формы передачи знаний обучаемому (с участием педагога и без) и, по существу, пересекается с вышеназванными.
Оценивание с помощью компьютера может представлять собой и самостоятельную технологию обучения, однако на практике оно входит составным элементом в другие, поскольку к технологиям передачи знаний в качестве обязательного предъявляется и требование о наличии у них специальной системы оценки качества усвоения знаний. Такая система не может быть независимой от содержания изучаемой дисциплины и методов, использующихся педагогом в традиционном обучении или реализованных в обучающей программе.
Компьютерные коммуникации, обеспечивая и процесс передачи знаний, и обратную связь, очевидно, являются неотъемлемой составляющей всех вышеперечисленных технологий, когда речь идет об использовании локальных, региональных и других компьютерных сетей. Компьютерные коммуникации определяют возможности информационной образовательной среды отдельного учебного заведения, города, региона, страны. Поскольку реализация любой ИТО происходит именно в рамках информационной образовательной среды, то и средства, обеспечивающие аппаратную и программную поддержку этой образовательной технологии, не должны ограничиваться только лишь отдельным компьютером с установленной на нем программой. Фактически все обстоит наоборот: программные средства ИТО и сами образовательные технологии встраиваются в качестве подсистемы в информационную образовательную среду — распределенную информационную образовательную систему.
Не отрицая важности классификации ИТО, заметим, что для их эффективного применения педагогу в первую очередь необходимо ориентироваться в соответствующем программном обеспечении.
Программное обеспечение, использующееся в ИТО, можно разбить на несколько категорий:
обучающие, контролирующие и тренировочные системы;
системы для поиска информации;
моделирующие программы;
микромиры;
инструментальные средства познавательного характера;
инструментальные средства универсального характера;
инструментальные средства для обеспечения коммуникаций.
Под инструментальными средствами понимаются программы, обеспечивающие возможность создания новых электронных ресурсов: файлов различного формата, баз данных, программных модулей, отдельных программ и программных комплексов. Такие средства могут быть предметно-ориентированными, а могут и практически не зависеть от специфики конкретных задач и областей применения.
Основное требование, которое должно соблюдаться у программных средств, ориентированных на применение в образовательном процессе, — это легкость и естественность, с которыми обучаемый может взаимодействовать с учебными материалами. Соответствующие характеристики и требования к программам принято обозначать аббревиатурой НCI (англ. Human — Computer Interface — интерфейс — человек — компьютер). Этот буквальный перевод можно понимать как «компьютерные программы, диалог с которыми ориентирован на человека».
Охарактеризуем перечисленные категории программного обеспечения более подробно.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать полную версию