Современный учебно-методический комплекс для обучения физике

Персональный компьютер и соответствующие ППС обучения физике не заменяют традиционные средства обучения, а допол­няют их и вместе с ними образуют систему средств обучения, ори­ентированную на использование новых информационных техноло­гий, применение которых создает условия обучения физике в учебно-информационной среде.

Такая система средств обучения совместно с учебно-методиче­ской литературой, программным обеспечением учебного курса физики и средствами научной организации труда педагога и его учеников составляет учебно-методический комплекс (УМК), ис­пользующий СНИТ (на схеме 19 представлены компоненты, со­ставляющие УМК).

Вся совокупность компонентов УМК разбита на три состав­ляющие:

1) учебные и методические пособия для учителя и учащихся;

2) система средств обучения, в том числе включающая средства
новых информационных технологий обучения физике;

3) система средств научной организации труда учителя и уча­щихся.

Современное обучение физике немыслимо без использования учебников, справочников, дидактических материалов, задачников,

Схема 19

тематических методических пособий, конспектов уроков, научной и методической литературы, технической литературы, литературы по истории физики и методике ее преподавания и т.п. Все это мо­жет быть записано как на современных носителях информации (магнитные диски, оптические (лазерные) диски, видеопленки, аудитивные носители и т.п.), так и на традиционных (печатные материалы). Это составляет первый модуль — модуль учебных и методических пособий.

Второй модуль - систему средств обучения составляют пособия для поддержки изучения теоретического материала школьного курса физики и средства, предназначенные для проведения физи­ческого эксперимента.

Средства, предназначенные для поддержки изучения теорети­ческого материала, условно разбиты на традиционные и совре­менные. К традиционным относят: печатные пособия (их состав­ляют разнообразные физические таблицы и плакаты, а также раз­даточный материал: дидактические карточки, карточки с задача­ми для контрольных и самостоятельных работ и пр.); учебные

диафильмы; диапозитивы; кинофильмы и кинокольцовки; транспа­ранты для графо- и эпипроекторов; звуковые записи учебного на­значения. К современным относят учебные видеофильмы; мульти­медийные материалы по физике; компьютерные программные средства. Компьютерные программные средства, обучающие и контролирующие учащихся, в зависимости от цели их применения можно считать электронным раздаточным материалом.

Программное обеспечение курса физики ориентировано, во-первых, на поддержку изучения курса (изучение теоретических вопросов, выработка умений решения физических задач и т.п.), во-вторых, на обеспечение управления учебным процессом, авто­матизацию контроля, в-третьих, на поддержку учебного физиче­ского эксперимента (обработка информации, поступающей от датчиков физических величин, обеспечение работы управляющих элементов), в-четвертых, на работу с информационно-поиско­выми системами.

К средствам, поддерживающим физический эксперимент, от­носят также компьютерные модели, демонстрирующие физиче­ские явления. Это облегчает учащимся изучение явлений, реали­зация которых в условиях школы затруднена или невозможна (например, эксперименты по ядерной или квантовой физике).

Необходимость использования так называемых традиционных средств обучения обусловлена их специфическими функциями, которые передать компьютеру либо невозможно, либо нецелесо­образно с педагогической или гигиенической точки зрения. На­пример, демонстрацию статической информации, представляемой учащимся для запоминания теоретических положений, а также систематизированные сведения, справочные данные, которые ученик должен запомнить, следует предъявлять в виде учебных таблиц, схем, плакатов, которые являются печатными пособиями. Систематически, из урока в урок наблюдая демонстрируемый таблицей материал, ученик непроизвольно заучивает его, не тратя на это специального времени. Естественно, что компьютер в этом случае неприемлем. Если же справочный материал не подлежит длительному запоминанию и нужен для кратковременного ис­пользования, его целесообразно вызывать на экран с помощью специальной программы или пользоваться информационно-поисковой системой. Другой пример: у опытных, давно работаю­щих в школе педагогов-физиков накоплен практически незаме­нимый, оригинальный учебный материал - диапозитивы, диа­фильмы, кинофильмы, кинокольцовки и т.п. Эти материалы пере­ходят к более молодым их преемникам. Передавать этот материал компьютеру зачастую бывает неразумно.

Готовя программное обеспечение и средства обучения для ка­ждого урока или темы, необходимо стремиться к тому, чтобы ЭВМ выполняла ту работу, которую с помощью других средств обучения выполнять нецелесообразно. На уроках физики пока не

обойтись без традиционных учебно-наглядных пособий - демон­страционных таблиц, плакатов (например, демонстрационные таблицы и плакаты по разделу «Физика атомного ядра»), диапо­зитивов, диафильмов (например, диафильм «Виды разрядов в га­зах»), транспарантов (например, набор транспарантов «Механи­ческие колебания и волны»).

Перспективным направлением в постепенной замене этих тра­диционных средств является внедрение систем мультимедиа. Ин­тегрируя возможности компьютера и различных современных средств передачи аудиовизуальной информации, эти системы обогащают учебный процесс по физике следующими возможно­стями:

- обеспечением разнообразных путей доступа к библиотеке движущихся и неподвижных изображений со звуковым сопровож­дением или без него;

- выбором в любой последовательности из базы данных необ­ходимой на данном этапе аудиовизуальной информации;

- контаминацией (смешение, перестановка) информации, вклю­чающей текстовую, графическую, подвижные диаграммы, муль­типликации со звуковым сопровождением и без него.

Естественно, что использование систем мультимедиа предпола­гает принципиально новый уровень организации учебного процес­са по физике в учебной среде, обеспечивающей применение широ­кого спектра средств новых информационных технологий. Идти к достижению этого уровня следует постепенно, поэтому в УМК со­хранятся традиционные средства подачи учебной информации.

Средства обучения для проведения физического эксперимента делятся на учебное оборудование и, как уже было показано выше, на программные средства, моделирующие или обслуживающие физический эксперимент. Учебное оборудование делится по ви­дам эксперимента: демонстрационное, лабораторное для практи­кума и лабораторное для фронтальных работ. К учебному отно­сится и различное вспомогательное оборудование, помогающее в проведении учебного физического эксперимента: струбцины, эк­раны фона, штативы, подъемные столики и т.п. Из современных средств новых информационных технологий к вспомогательному учебному оборудованию по физике относятся датчики физических величин и видеотехническая аппаратура.

Применение современного вспомогательного оборудования позволяет учащимся создавать модели изучаемых процессов, про­игрывать поведение, развитие модели при различных условиях; прогнозировать развитие процессов и осуществлять с помощью компьютера проверку достоверности прогноза. Становится воз­можна автоматизация школьного физического эксперимента; проведение на исследовательском уровне лабораторных и демон­страционных экспериментов; изучение развития процессов, про­текающих в природе.

Специфика школьного физического эксперимента требует реа­лизации возможностей увеличения микропроекций. Для этих це­лей удобно использовать ЭВМ в комплекте со вспомогательной видеотехнической аппаратурой (ранее для этих целей использова­лась фонарно-оптическая скамья (ФОС)). Для демонстрации этих микропроекций всему классу удобно использовать видеопроек­тор. Его применяют для предъявления компьютерной и видеоин­формации большой аудитории.

Таким образом, с помощью СНИТ оказывается реальным вве­дение в процесс обучения физике принципиально нового учебного эксперимента, предоставляющего учителю и учащимся такие воз­можности: управлять с помощью ЭВМ объектами реальной дей­ствительности; визуализировать физические закономерности на экране ЭВМ, используя датчики физических величин, подключае­мые к ЭВМ; демонстрировать большой аудитории компьютерную информацию и микропроекции, используя для этого видеопроек­ционную аппаратуру.

Сам по себе процесс внедрения СНИТ немыслим без средств телекоммуникаций на уровне синтеза компьютерных сетей и средств телефонной, телевизионной, спутниковой связи. Такие комплексы образуют системы передачи и приема учебной инфор­мации в региональных масштабах.

Телекоммуникационные связи могут осуществляться как в ре­альном времени, по телефонной сети (так называемая синхронная телекоммуникационная связь), так и с задержкой по времени с помощью электронной почты (асинхронная телекоммуникацион­ная связь).

Использование телекоммуникационных сетей позволяет в кратчайшие сроки тиражировать передовые педагогические тех­нологии, поэтому в УМК появился модуль средств научной орга­низации педагогического труда. В этот модуль включены разнооб­разные средства современной техники, помогающие учителю вы­полнять «рутинную» работу. Оргтехника служит для выполнения печатных работ, размножения раздаточного учебного материала, хранения учебно-справочного материала и его оперативного по­иска и т.п.