Методы решения физических задач

Педагогика» Коды ГРНТИ: 14 — Народное методы решения физических задач. Педагогика ВАК РФ: 13. В статье рассматривается одно из направлений подготовки учащихся средней школы по физике: формирование обобщенных умений и навыков в решении физических задач с использованием ресурсов инструментов виртуальной образовательной среды. Обсуждается влияние средств ИКТ на развитие системы методов решения задач, которыми должны овладеть учащиеся средней школы, и совершенствование средств и технологий обучения школьников этой деятельности. Научная статья по специальности " Народное образование. Педагогика" из научного журнала "Вестник Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета. Серия: Информационные компьютерные технологии в образовании", Методы решения физических задач Похожие темы научных работ Усова Мухаметзянова Фарида Шамилевна, Храпаль Лариса Методы решения физических задач, Камалеева Алсу Рауфовна Похожие темы научных работ по народному образованию и педагогикеавтор научной работы — Оспенников Текст научной работы на тему "ОБУЧЕНИЕ УЧАЩИХСЯ РЕШЕНИЮ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ В УСЛОВИЯХ ИКТ-НАСЫЩЕННОЙ СРЕДЫ". Научная статья по специальности "Народное образование. Оспенников Методы решения физических задач УЧАЩИХСЯ РЕШЕНИЮ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ В УСЛОВИЯХ ИКТ-НАСЫЩЕННОЙ СРЕДЫ В статье рассматривается одно из направлений подготовки учащихся средней школы по физике: формирование обобщенных умений и навыков в решении физических задач с использованием ресурсов инструментов виртуальной образовательной среды. Обсуждается влияние средств ИКТ на развитие системы методов решения задач, которыми должны овладеть учащиеся средней школы, и совершенствование средств и технологий обучения школьников этой деятельности. Последние два десятилетия развитие системы отечественного образования связано с непрерывным совершенствованием оснащения средних общеобразовательных школ современной компьютерной техникой, наполнением виртуальной информационной среды учебными ресурсами инструментами, становлением и развитием системы образовательных телекоммуникаций. Сегодня практически нет барьеров на пути информатизации учебного процесса: компьютерные технологии "созрели" и "ждут" своего использования. Проблема состоит в том, что в этом направлении может предложить современному учителю физики педагогическая наука? Информационные технологии видоизменяют и профессиональную деятельность педагога, и учебную деятельность школьника. Виды деятельности учителя и учащегося разнообразны, и каждый из этих видов несет в себе собственный потенциал "информатизации". Возникает вопрос: До какой степени это потенциал может и должен быть реализован? Это определяется: во-первых, целесообразностью "информатизации" каждого отдельного вида деятельности ожидаемым эффектом роста ее качества ; во-вторых, наличием поддерживающих данный вид деятельности ресурсов инструментов виртуальной среды; в-третьих, уровнем готовности учителя и учащихся к использованию информационных технологий в рамках данной деятельности. В связи с этим обсудим систему средств информационных и коммуникационных технологий обучения, обеспечивающих "информатизацию" учебной деятельности школьников, и оценим возможности ее использования на лабораторных занятиях по физике и при подготовке методы решения физических задач ним. Сегодня можно говорить о новой информационной методы решения физических задач учебного процесса по физике, которая по мере технического прогресса будет продолжать совершенствоваться. Под ИКТ-инфра-структурой учебного процесса методы решения физических задач понимать систему аппаратных средств, учебных объектов инструментов учебной методы решения физических задач виртуальной среды обучения. Рассмотрим содержание основных блоков ИКТ-инфраструктуры предметной учебной среды, которые могут и должны будут в ближайшей перспективе использоваться каждым учителем физики: I аппаратная техника инструменты для ввода информации: цифровая видеокамера, цифровой фотоаппарат, цифровой микроскоп, сканер, диктофон, © Оспенников Обучение при таком техническом информационном обеспечении, безусловно, преобразуется. Школьники получают несравненно большие возможности для самостоятельной учебной работы. Они могут: использовать ИКТ-ресурсы инструменты для различных способов работы с "готовой" учебной информацией; исследовать реальный мир; быстро собирать, пользуясь разнообразными способами фиксации данные, и качественно обрабатывать их с помощью компьютера; делать заключения на основе собранной информации; моделировать изучаемые явления, используя цифровые лаборатории инструментальные методы решения физических задач выдвигать и проверять учебные гипотезы; создавать, представлять и защищать разработки, демонстрирующие результаты их учебной деятельности. Работа с новой техникой и новой информацией, выходящей за рамки школьного учебника, вызывают у учащихся естественное любопытство интерес, стимулируют их методы решения физических задач в самостоятельное исследование окружающей среды. Многообразие компьютерной техники и ПО, желание освоить новые технологии в учебной практике создают благоприятные условия для формирования у учащихся умения работать в команде, добиваться глубокого осмысления поставленных перед ними задач, стремиться к масштабной разработке соответствующих учебных проектов и поиску интересных форматов представления результатов коллективной деятельности. Виртуальная образовательная среда в составе ее учебных объектов инструментов познания является эффективным обучающим ресурсом, дидактический потенциал которого еще не до конца изучен и освоен в массовой педагогической практике. Области исследования проблемы применения средств ИКТ в преподавании чрезвычайно разнообразны. Одна из них - методика обучения учащихся решению задач в условиях активного использования методы решения физических задач и коммуникационных технологий организации учебной деятельности. Освоение методов решения физических задач - важнейшее направление предметной подготовки учащихся средней общеобразовательной школы. Умения и навыки решения задач являются показателем полноты и глубины предметных знаний, их системности и прочности, демонстрируют уровень способностей методы решения физических задач к самостоятельному познанию и отражают степень их готовность к творческому поиску при изучении явлений природы. Методы познания, в том числе и методы решения физических задач, находятся в постоянном развитии. В условиях внедрения в практику научных исследований компьютерных технологий организации научной деятельности технологический "инструментарий" познания существенно обновился. В настоящее время для объяснения и предсказания явлений природы включая получение как качественных, так и количественных результатов весьма эффективно используются стандартные и специальные компьютерные программы Microsoft Excel, Mathcad, Maple, Grapher, MatLab, Mathematica и др. Направления использования программного обеспечения к ЭВМ в решении задач разнообразны. Это: 1 программное обеспечение выполнения расчетов исследования результатов решения физических задач; 2 использование инструментальных компьютерных сред для построения моделей физических объектов изучения особенностей их поведения в различных условиях; 3 применение телеметрических методов анализа физических ситуаций при решении экспериментальных задач; 4 использование в решении задач экспертных компьютерных систем. Все это не может не найти отражения в содержании школьного обучения. Очевидно, что наряду с классическими методами решения методы решения физических задач задач учащиеся средней школы должны осваивать новые технологические методы и приемы. Необходимо продемонстрировать школьникам эффективность названных выше способов решения, познакомить с содержанием данных способов и обучить простейшим правилам и приемам применения. Новые информационные технологии видоизменяют не только методы решения задач, но и оказывают существенное влияние на совершенствование системы средств обучения школьников этой деятельности. На образовательном рынке России появились разнообразные цифровые учебные материалы, ориентированные на формирование и отработку у учащихся умений и навыков решения физических задач. Данные средства обучения методы решения физических задач по отношению к традиционным более высокий уровень эффективности. Это обусловлено специфическими свойствами виртуальной среды, такими как мулътимедийностъ, моделинг, интерактивность, коммуникативность, интеллектуальность, производительность. Указанные свойства позволяют: 1 повысить уровень наглядности и выразительности в демонстрации учащимся образцов выполнения основных действий по решению задач {постановка задачи, ее анализ, поиск решения, исследование и проверка результата ; увеличить число конкретных примеров выполнения данных действий и сделать их более разнообразными; 2 продемонстрировать образцы применения новых технологий при выполнении ряда действий, входящих в состав решения задачи {расчеты, построение графиков, исследование результата решения с помощью компьютерных моделей и наглядно продемонстрировать эффективность применения этих технологий; 3 обеспечить необходимый уровень отработки учебных действий и операций по решению физических задач благодаря использованию цифровых тренажеров, симуляторов, тестов; 4 создать необходимую для каждого учащегося содержательную базу для самостоятельной работы за счет формирования практически неограниченного банка учебных задач различных видов и разного уровня сложности; 5 обеспечить высокий уровень интерактивности учебной среды в организации самостоятельной работы учащихся по решению задач; 6 существенно повысить познавательную активность школьников за счет использования инновационных технологий организации их учебной работы и реализации деятельностного подхода к обучению в новой информационной среде; 7 создать необходимые условия для дифференциации индивидуализации обучения и обеспечить в итоге индивидуальную траекторию познавательной деятельности для каждого учащегося; 8 оптимизировать самостоятельную работу учащихся по решению физических задач в том числе в домашних условиях за счет использования дистанционных форм поддержки учебного процесса; 9 обеспечить систематический контроль обучения текущий, итоговыйоперативность обработки и наглядность представления результатов контроля учителю и учащимся. Электронные ресурсы по физике на СЭвключающие банки задач, цифровые иллюстрации к их решению, интерактивные тренажеры и тесты, в настоящее время уже изобилуют на образовательном рынке. Широко представлены материалы по решению задач и в сети Интернет. Можно выделить несколько типов учебных ресурсов, размещенных на учебных СЭ и в сети, а именно: задачи для абитуриентов; электронные решебники; справочные материалы; задачи, подготовленные учащимися; простейшие инструментальные программы для решения задач; дистанционные школы курсы по решению задач; тесты; олимпиады; интеллектуальные клубы. Кроме того, имеются сайты для учителей по методике обучения решению задач. Анализ содержания электронных учебных изданий и сетевых ресурсов по физике показал, что в них представлен весьма широкий спектр цифровых объектов, которые могут эффективно применяться при формировании у учащихся умения решать физические задачи. К таким объектам относятся: тексты задач и образцы их решения; графики функций; фотографии; рисунки; методы решения физических задач систематизирующие таблицы; таблицы физических величин; аудиоинформация как сопровождение к видео, модели, рисунку ; видеоресурсы демонстрации методы решения физических задач опытов, фрагменты документальных, художественных и мультипликационных фильмов ; анимации; компьютерные модели разных уровней интерактивности ; конструкторы; тренажеры; тесты; дидактические игры. Следует отметить полифункци-ональные свойства этих объектов. Один и тот же объект может быть использован 1 на разных этапах учебного занятия по решению задач; 2 на разных этапах решения конкретной физической задачи; 3 для отработки у учащихся одного или некоторой совокупности учебных действий и операций. Виды задач по физике разнообразны. Тем не менее, при изучении физики чаще используются задачи вполне определенных видов. В большей степени учащиеся упражняются в решении количественных задач на объяснение и предсказание явлений природы на основе изученных закономерностей. Можно указать общую логику познавательной деятельности при решении задач такого рода обобщенное алгоритмическое предписание. Обобщенный план решения физических задач на объяснение и предсказания методы решения физических задач природы 1. Сделать анализ условия задачи. Кратко записать условие задачи. Определить физические законы, с помощью которых можно объяснить предсказать описанное в задаче явление, значение величин, его характеризующих. Доказать, что данное явление или искомое методы решения физических задач характеризующей его величины выступает следствием указанного закона законов : а записать математическое выражение закона; б выполнить анализ математических выражений, т. Проверить решение задачи одним из способов. Применительно к отдельным учебным темам данный обобщенный план может быть частично конкретизирован. В этом случае мы получим план действий более низкого уровня обобщения или частное алгоритмическое предписание. Предъявление учащимся обобщенных ориентиров деятельности - путь повышения ее результативности. Приведенный выше обобщенный план деятельности не только отражает последовательность действий учащегося при решении задач на объяснение и предсказание явлений природы, но и дает нам представление о совокупности основных умений, которыми должны овладеть учащиеся в решении задач этого вида. В методической науке исследуются способы и приемы формирования данных методы решения физических задач. С появлением новых средств обучения средств ИКТ область методы решения физических задач поиска существенно расширилась. Рассмотрим возможности новых информационных технологий в формировании умений учащихся в решении физических задач. Покажем эти возможности применительно к каждому учебному действию. Формулировка задачи: - на основе видеофрагмента натурного опыта рис. I ; - на основе фильмов или мультфильмов; - на основе виртуальной модели; - на основе моделирования вариантов за-дачных ситуаций, представленных в задаче с использованием инструментальных программ и моделирующих сред ; рис. Запись условия задачи - Использование цифровых "решебников" для демонстрации образцов краткой записи; - рисунков и других объектов ЦОР графики, схемы, виртуальные модели и др. Проверка решения - Просмотр видеофрагмента натурного опыта, документального или художествен- - использование программ Maple, Mathcad, Excel и других для проверки точности расчетов, моделирования решения обратной задачи и частных случаев решения проверка реальности методы решения физических задач. Как видно из приведенных примеров, новые информационные технологии позво- Выбор соотношения длин головной и основной частей ракеты Длина основной части ракеты: 2М И Принять изменения Рис. В сложившихся условиях должны быть определены новые ориентиры методы решения физических задач будущих учителей физики. Необходимо формировать у студентов педагогических вузов специальную профессиональную компетентность, характеризующую их готовность к обучению школьников современным ИКТ-методам решения физических задач и эффективному применению наряду с традиционными средствами обучения новых информационных средств и технологий формирования у учащихся учебных умений и навыков. Важным является овладение будущими учителями и новых организационных форм построения учебного процесса. Конечная цель подготовки специалистов нового поколения -обеспечение устойчивых изменений в профессиональной деятельности педагогов, выраженных в систематическом и эффективном использовании средств ИКТ в обучающей практике. Проект финансируется из средств Международного банка реконструкции и развития. Скопируйте отформатированную библиографическую ссылку через буфер обмена или перейдите по одной из ссылок для импорта в Менеджер библиографий. Серия: Информационные компьютерные технологии в образовании. Серия: Информационные компьютерные технологии в образовании 2007. ОБУЧЕНИЕ УЧАЩИХСЯ РЕШЕНИЮ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ В УСЛОВИЯХ ИКТ-НАСЫЩЕННОЙ СРЕДЫ. Вестник Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета. Серия: Информационные компьютерные технологии в образовании. }} Скопируйте отформатированную библиографическую ссылку через буфер обмена или перейдите по одной методы решения физических задач ссылок для импорта в Менеджер библиографий. Серия: Информационные компьютерные технологии в образовании. Серия: Информационные компьютерные технологии в образовании 2007. ОБУЧЕНИЕ УЧАЩИХСЯ РЕШЕНИЮ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ В УСЛОВИЯХ ИКТ-НАСЫЩЕННОЙ СРЕДЫ. Вестник Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета.


СТОЛ ЗАКАЗОВ: