Методика применения ЦОР в процессе изучения темы "Электромагнитные колебания"

Физико-математический факультет

Кафедра общей физики

Курсовая работа.

«Методика применения ЦОР в процессе изучения темы: Электромагнитные колебания».

Выполнил:

студент 5 курса ФМФ гр. А

специальности «Физика»

Орехов В. Н

Научный руководитель:

кандидат педагогических наук,

доцент кафедры общей

физики Крахоткина В. К.

Ставрополь, 2007 г.

Содержание

Введение

Глава I. Обзор литературы

1.1. Информационные технологии обучения

1.2 Электронные пособия по физике (на примере «Физика 7-11 класс», "Открытая физика2.0

1.3. Использование компьютерных моделей на уроках физики

Глава II. Дидактические принципы изучения темы “Электромагнитные колебания” в курсе физики средней школы

2.1Методика изучения темы “Электромагнитные колебания” в курсе физики средней школы

Глава III. Компьютерное моделирование электромагнитных колебаний

3.1 Возможности применения графических пакетов, оболочек и электронных пособий при изучении электромагнитных колебаний в курсе физики средней школы

3.2 Возможности использования графической оболочки Corel и пакета PowerPoint

3.3 Повышение наглядности обучения при использовании компьютерных моделей на уроках физики

3.4 Разработка методики изучения темы «Электромагнитные колебания

1. Колебательный контур. Превращения энергии при электромагнитных колебаниях

2.Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями.35

3.Уравнение свободных гармонических колебаний в контуре

4.Методическая разработка трёх уроков

Заключение

Список литературы

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 и высшей 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 - разработать методику изучения электроколебательных процессов с помощью компьютера.

Объектом исследования является организация учебного процесса на различных этапах урока физики.

Предметом является поиск содержания, форм и методов обучения, обеспечивающих достижение поставленной цели.

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:

разработать методику изложения темы “Электромагнитные колебания” с использованием ЭВМ.

выяснить, с какими трудностями сталкиваются учащиеся в процессе изучения данной темы и, следовательно, каким вопросам и понятиям следует уделить особое внимание.

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.

проведение уроков по изучению электромагнитных колебаний в 11-х классах.

Глава I. Обзор литературы
1.1. Информационные технологии обучения

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. 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]

Для эффективного применения ИТО педагогу в первую очередь необходимо ориентироваться в соответствующем программном обеспечении. Программное обеспечение, использующееся в ИТО, можно разделить на несколько категорий:

1. Автоматизированные обучающие системы (АОС)

АОС включает в себя комплекс учебно-методических материалов (демонстрационных, теоретических, практических, контролирующих) и компьютерные программы, которые управляют процессом обучения. Комплекс программных продуктов, поддерживающих обучение информатике, дает возможность систематического использования информационных технологий при обучении физике. Программные продукты по физике представляют собой электронные варианты следующих учебно-методических материалов:

§ электронные словари-справочники и учебники физики;

§ лабораторные практикумы с возможностью моделирования реальных физических процессов;

§ программы-тренажеры решения задач по физике;

§ тестовые системы.

Применение АОС в обучении физике предоставляет возможность организации учебных занятий в соответствии со следующими этапами:

- учитель физики вводит разностороннюю информацию (теоретический и демонстрационный материал, практические задания, задачи, вопросы для тестового контроля) в базу данных и формирует сценарий для проведения урока;

- ученик в соответствии со сценарием (выбранным им самим или назначенным педагогом) работает с учебным материалом, предлагаемым программой;

- выполняется автоматизированный контроль усвоения знаний, который обеспечивает необходимую обратную связь, позволяя выбрать самому ученику (по результату самоконтроля) или назначать автоматически последовательность и темп изучения материала по физике;

- работа ученика протоколируется, информация по итогам тестирования, изучения темы и т.п. заносится в базу данных;

- учитель и ученик имеют возможность получать информацию о результатах изучения отдельных вопросов и тем физики в динамике.

2. Интеллектуальные обучающие системы (ИОС)

Возрастание возможностей компьютеров стимулировало развитие нового направления в информационных технологиях обучения - создание интеллектуальных обучающих систем. Этот подход базируется на работах в области искусственного интеллекта, в частности теории экспертных систем -сложных программ, манипулирующих специальными, экспертными знаниями в узких областях предмета. Как и настоящий человек - эксперт, эти системы решают задачи, используя логику и эмпирические правила, умеют пополнять свои знания. Экспертные системы соединили в себе возможности компьютера с богатством человеческого опыта. ИОС представляет качественно новую технологию обучения физике. В основе метода можно выделить: моделирование процесса обучения, использование динамически развивающейся базы знаний ИОС, автоматический подбор рациональной стратегии обучения для каждого обучающегося, автоматический учет в работе ИОС новой информации по физике, поступающей в базу знаний, то есть саморегулирование системы. Работы в области ИОС пока носят единичный характер и на уровень массовой технологии еще не вышли.

3. Электронный учебник физики

В последние годы получили распространение лазерные компакт-диски по физике. На этих носителях информации размещаются различные виды экранно-звуковых средств, приспособленных для использования с помощью компьютера. В них предлагаются демонстрации заданий для фронтальной и индивидуальной работы учеников на уроке, для домашней самостоятельной работы. Компакт диски по физике помогают обеспечить интерактивность взаимодействия ученика с учебным материалом, индивидуальную траекторию его усвоения, интенсифицировать обратную связь «учитель-ученик».

Новые возможности информатизации физического образования открыла в 90-е годы гипертекстовая технология. Основная её черта -- это возможность переходов по гиперссылкам, которые представлены либо в виде специально оформленного текста, либо определенного графического изображения. Одновременно на экране компьютера может быть несколько гиперссылок, и каждая из них определяет свой маршрут «путешествия». В этой огромной среде легко находить нужную информацию, возвращаться к уже пройденному материалу и т. п. При проектировании гипертекстовой системы можно заложить гиперссылки, опираясь на способности человеческого мышления к интеграции информации и ассоциативному доступу к ней. Использование динамического гипертекста позволяет провести диагностику знаний, а затем автоматически выбрать один из возможных уровней изучения одной и той же темы курса физики. Эти системы представляют информацию так, что сам обучаемый, следуя графическим и текстовым ссылкам, может использовать различные схемы работы с материалом. Все это создает условия для реализации дифференцированного подхода к обучению физике.

4. Интернет технологии в физическом образовании

Новый импульс информатизации физического образования дает развитие информационных телекоммуникационных сетей. Интернет обеспечивает доступ к гигантским объемам информации, хранящимся в различных уголках нашей планеты. Многие эксперты рассматривают Интернет-технологии как революционный прорыв, превосходящий по своей значимости появление персонального компьютера. Средства телекоммуникации, включающие электронную почту, глобальную, региональные и локальные сети связи и обмена данными, представляют для обучения физике широчайшие возможности: оперативную передачу на разные расстояния информацию любого объема и вида, интерактивность и оперативную обратную связь, организацию совместных телекоммуникационных проектов, запрос информации по любому интересующему вопросу через систему электронных конференций. Образовательный web-сайт учебного заведения в сети Интернет - новое средство обучения. В связи с бурным развитием информационных технологий количество и роль образовательных сайтов в деятельности учебных заведений возрастает. От содержания, организационной структуры и функционирования образовательного сайта зависит не только успех взаимодействия учебного заведения с внешним миром, но и образовательные процессы внутри учебного заведения. [17]

В работе [6] подробно дан анализ, классификация и характеристика программных средств ИТО.

К техническим средствам ИТО относят:

Компьютер.

Периферийные устройства:

Принтер;

Сканер;

Проектор;

Цифровая фотокамера и видеокамера;

Веб - камера.

3. Специализированное оборудование.

Специализированное аппаратное обеспечение бывает двух видов: научное и учебное. К научному можно отнести, например, специальную плату, с помощью которой ПК можно использовать в качестве высококачественного осциллографа. Устройства учебного назначения больше подходят именно для изучения физики; к ним относятся различные датчики и блоки, обеспечивающие их совместную работу с компьютером. Примером такого оборудования может служить комплект «Лаборатория L - микро», в который входят блок сопряжения с компьютером и наборы датчиков для измерения механических, термодинамических и других физических величин. А также измерительный комплекс нового поколения «Архимед», действующий на базе карманных компьютеров «Palm». [17].

1.2 Электронные пособия по физике (на примере «Физика 7-11 класс», "Открытая физика 2.0")

Электронное издание «Физика, 7-11 классы» предназначено для учащихся школ, лицеев, гимназий, колледжей, для абитуриентов, готовящихся к поступлению в вуз и для самостоятельного изучения физики. Его содержание соответствует программе курсов физики и астрономии для общеобразовательных учреждений России.

Электронное издание разработано при содействии НФПК - Национального фонда подготовки кадров.

Курс является победителем конкурса по разработке и созданию учебной литературы нового поколения на электронных носителях для общеобразовательной школы, проводимого НФПК - Национальным фондом подготовки кадров и Министерством образования Российской Федерации.

Курс выпускается на двух дисках и содержит:

· электронный иллюстрированный конспект;

· около 100 видеофрагментов (на диске № 2);

· около 250 виртуальных лабораторий и интерактивных моделей;

· вопросы и задачи для самоподготовки;

· справочные таблицы;

· предметный указатель;

· поисковую систему по ключевому слову;

· звуковое сопровождение;

· систему помощи;

· каталог Интернет-ресурсов по физике;

· методические пособия для учителей.

Для учебных учреждений разработана сетевая версия. Интерфейс курса «Физика, 7-11 классы» позволяет пользователю, имеющему доступ в Интернет, связаться с сервером компании ФИЗИКОН, на котором осуществляется поддержка пользователей курса.

Сетевая версия содержит:

· электронный иллюстрированный конспект теории;

· около 100 видеофрагментов (на диске № 2);

· около 250 виртуальных лабораторий и интерактивных моделей;

· вопросы и задачи для самоподготовки;

· сетевой тестирующий комплекс, включающий 3000 вопросов и задач;

· справочные таблицы;

· предметный указатель;

· поисковую систему по ключевому слову;

· звуковое сопровождение;

· систему помощи;

· каталог интернет-ресурсов по физике;

· методические пособия для учителей.

Курс «Физика, 7-11 классы» может быть использован в учебном процессе следующим образом.

· Самостоятельная подготовка учащихся (изучение конспектов, просмотр видеозаписей, проведение практических работ).

· Демонстрации учителем в классе (показ видеозаписей, интерактивных моделей и анимаций), в т. ч. с помощью мультимедиа-проектора на экране.

· Классные лабораторные работы (в компьютерном классе).

· Самостоятельные практические работы учеников (решение примеров из базы данных вопросов и задач).

· Проведение электронной аттестации учащихся (контрольная работа в компьютерном классе).

· Подготовка материалов для проведения контрольной работы в традиционном («бумажном») варианте в классе.

· Подготовка учителя к занятию или контрольной работе.

· Выполнение учащимися творческих работ под руководством учителя, а также самостоятельно.

Интерактивный курс позволит получить глубокие знания по различным разделам физики:

· механике,

· термодинамике и молекулярной физике,

· электростатике,

· оптике,

· атомной и ядерной физике,

· элементам теории относительности.

Также на диске изложены вопросы, касающиеся происхождения и развития Солнечной системы, нашей Галактики и Вселенной.

Формы предоставления учебного материала (графики, рисунки, таблицы, текст...)

Компьютерный курс «Физика, 7-11 классы» содержит интерактивные задания для проверки знаний учащихся. Расположены эти задания в конце каждого параграфа конспекта. Каждое задание представляет собой окно, в котором предлагается тот или иной способ ввода ответа. Там также содержатся кнопки, с помощью которых можно проверить ответ или посмотреть правильное решение.

Программа содержит сетевой тестирующий комплекс - новейший комплекс программ компании «Физикон», предназначенный для самостоятельного решения задач и аттестации в локальной сети и в Интернете. Сетевой тестирующий комплекс устанавливается вместе с сетевой версией программы «Физика, 7-11 классы» на сервер локальной сети, однако его можно установить и на компьютер, не подсоединенный к сети, используя одновременно как сервер и как терминал пользователя.

Страницы: 1, 2, 3

В соцсетях