«Актуальные проблемы преподавания физики» - реферат

Государственное образовательное учреждение

«Академия последипломного образования»

РЕФЕРАТ

«Использование информационно-коммуникативных технологий на уроках физики»

(описание опыта работы)

слушателя курсов «Актуальные проблемы преподавания физики»

Группа №2 кафедральный инвариант

Кузьминой Светланы Алексеевны

учителя физики

МОУ г.о. Балашиха

«Средняя общеобразовательная школа №4»

Руководитель

______________________________

____________________________-

__________________________________

Москва

2010

Содержание:

I Введение

1.Информационная карта

2.Обоснование актуальности и перспективности опыта

3.Теоретическая интерпретация опыта

4.Цель работы

5. Новизна опыта

6. Технология опыта

7. Результативность, условия и возможности применения данного опыта

8. Приложение №1

Проект урока физики по теме

«Закон Всемирного тяготения.

Ускорение свободного падения на Земле и других планетах» с использованием ИКТ

9. Приложение 2.

Проект обучающегося по теме «Радио и его создатель»

10 Список использованной литературы

Введение:

Использование ИКТ в физике направлено на поиск новых возможностей передачи и восприятия знаний, оценки качества обучения и развития личности ученика, так как ИКТ позволяют индивидуализировать деятельность учащихся, создают возможности для дифференцированного подхода, а также предпосылки и условия для деятельностного обучения.

1.Информационная карта

Автор опыта : Кузьмина Светлана Алексеевна, учитель физики и астрономии

Адрес опыта : Муниципальное общеобразовательное учреждение г.о. Балашиха

« Средняя общеобразовательная школа №4»

Тема опыта: «Информационные компьютерные технологии в процессе обучения физики»

2.Условия возникновения, становления опыта:

муниципальное общеобразовательное учреждение

3.Обоснование актуальности и перспективности опыта:

В настоящее время широкое распространение получают компьютерные технологии обучения в различных предметных областях, начиная с тестовых программ до моделирования процессов и явлений. Наиболее перспективным в этом направлении являются естественные науки, в которых существуют развитые математические модели явлений и процессов. К таким наукам, в первую очередь, относится физика.

Актуальность применения ИТ в преподавании физики обусловлена тем, что на современном этапе нашего общественного развития остро стоит вопрос не только о повышении уровня компьютерной грамотности школьных учителей, но и о развитии в процессе обучения творческих способностей учащихся с помощью применения различных компьютерных программ. Вопрос создания методик использования новых компьютерных технологий для развития творческих способностей учащихся в процессе обучения имеет множество ниш, требующих заполнения.

Компьютерные технологии, на сегодняшний день стали уже неотъемлемой частью жизни многих детей. Они зачастую воспринимают их с гораздо большим интересом, чем обычный школьный учебник.

Разумеется, что компьютерные технологии не могут полностью заменить, ни натурный эксперимент, ни лабораторные работы, ни самого учителя, но использование их в разумных пределах и в хорошем сочетании дают по данным опросов учителей и детей более высокую оценку усвоения материала учащимися.

Самостоятельная познавательная деятельность учащихся при применении новых информационных технологий может выступать в двух аспектах: 1) в присвоении учащимся готовых знаний, готовых образцов, правильных, точных и экономичных умственных и практических действий для того, чтобы на основе их включиться в решение творческих задач; 2) в создании чего-то своего, индивидуального, того, что в обучении выражается в самостоятельном решении учеником теоретических и практических задач.

4.Теоретическая интерпретация опыта:

Для применения информационных технологий в процессе обучения преподаватель, планирующий внедрение компьютеров на своих уроках должен иметь достаточную теоретическую и методическую подготовку. Мною изучена литература Гомулиной Н.Н, Стародубцева В.А., Чернова И.П. по методам использования информационных и телекоммуникационных технологий в школьном физическом образовании.

Компетенции выпускника

Инструментальные: способность к анализу; к синтезу, к организации и планированию; базовые знания в различных областях; подготовка по основам профессиональных знаний; письменная и устная коммуникация: элементарные знания работы с компьютером; навыки управления информацией (умение находить и анализировать информацию из различных источников); решение проблем, принятие решений.

Межличностные: способность к критике и самокритике; умение работать в команде; навыки межличностных отношений; принятие различий и мультикультурности.

Системные: способность применять знания на практике, учиться, адаптироваться к новым ситуациям, порождать новые идеи (креативность); навыки лидерства; исследовательские навыки; понимание обычаев и культур других стран; способность работать самостоятельно; разработка и управление проектами; инициативность и предпринимательский дух; забота о качестве, стремление к успеху.

Развитие названных качеств зависит от уровня информационной культуры выпускника.

Информационная культура- умение целенаправленно работать с информацией и использовать для её получения, обработки и передачи компьютерную технологию, современные технические средства и методы.

Будучи важнейшей составляющей культуры в целом, информационная культура является продуктом разнообразных творческих способностей человека. Современное общество предъявляет к образовательной сфере новые требования, связанные с изменением государственного и социального заказа на образовательные услуги. Развивающемуся обществу нужны образованные, нравственные, предприимчивые люди, которые могут самостоятельно принимать ответственные решения в ситуации выбора, прогнозируя их возможные последствия, способны к сотрудничеству, отличаются мобильностью, динамизмом, конструктивностью, обладают развитым чувством ответственности за судьбу страны. Общеобразовательная школа должна формировать целостную систему универсальных знаний, умений, навыков, а также опыт самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся, то есть ключевые компетенции, определяющие современное качество содержания образования. В сегодняшних условиях образованность начинает осознаваться, как умение владеть различными техниками работы с информацией, совершенствования навыков самообразования, целеполагания и мотивации собственной деятельности. Компьютер все чаще используется в управлении учебно-воспитательным процессом. Интернет и мультимедиа открывают перед человеком совершенно новые возможности и перспективы. Однако, чтобы уметь ими пользоваться, молодежь должна с ранних лет научиться сознательному и творческому обхождению с мультимедиа.

Используя в организации учебно-воспитательного процесса новые информационные технологии, учитель повышает мотивацию учащихся к изучению предмета, способствует включению учащихся в научно-исследовательскую деятельность, что, в конечном счете, влияет на углубление знаний по всем предметам.

В наше время использование компьютерных технологий на уроках физики стало доступным для всех. Современные мультимедийные компьютерные программы, цифровые лаборатории «Архимед», относящиеся к новому поколению естественнонаучных лабораторий, возможности Интернет-ресурсов открывают учащимся доступ к нетрадиционным источникам информации, дают возможность для проведения широкого спектра исследований, демонстраций, лабораторных работ, повышения эффективности развития познавательной самостоятельности, а также для творческого роста школьников.

Компьютерные технологии играют значительную роль, особенно в преподавании детям таких тем, в которых лабораторные работы не показывают в полной мере физические процессы, как например: «Строение вещества», «Строение атома» и т.д. В таких случаях компьютерные модели дают наиболее полное представление учащимся по изучению данной темы.

Компьютерные модели также дают возможность в широких пределах изменять условия физических экспериментов (массы, скорости, ускорения, жесткости пружин, температуры, характера протекающих процессов и т. д.).

Именно поэтому для развития творческих способностей учащихся в наступившем веке не обойтись без компьютерной поддержки. Использование компьютерных технологий на уроках физики выбрано мною, как одно из основных направлений для проведения творческих уроков, а также для проведения учебных исследований во внеурочное время. С этой целью используется не только вышеперечисленное учебное оборудование, но и такие программные продукты как «Открытая физика», «Открытая астрономия», «Живая физика», «Физикон» и т.д.

Цель работы:

- выявление дидактических условий формирования информационной культуры учащихся и практическая реализация ИКТ в изучении физики;

– формирование в процессе обучения надпредметных качеств личности, таких как: умение находить нужную информацию, прогнозировать, систематизировать, анализировать, критически оценивать и обобщать её, используя информационные технологии;

- формирование интеллектуальных умений обучающихся, находящихся в основе научного мышления, через организацию исследовательской деятельности на уроках и во внеурочное время, что в конечном итоге, обеспечит выход на уровень формирования ключевых компетенций выпускника;

- подготовка молодого человека к жизни в постоянно меняющемся мире, дав ему не только базовые знания, не только набор полезных и необходимых навыков труда, но и сформировать в нем совершенно новые качества - умение анализировать информацию, уметь защищаться от возможных негативных воздействий информационный среды. Все эти задачи можно объединить в единую цель - формирование информационной компетенции.

ИКТ-компетентность – наличие компьютерной грамотности, знакомство с основными образовательными ресурсами в своей предметной области, умение пользоваться и вести разработку собственных информационных образовательных ресурсов, владение методикой применения ИКТ в различных сферах жизни.

Работа по теме позволила:

1) усилить познавательный интерес школьников к предмету (компьютерные презентации, компьютерное моделирование, анимация физических процессов и т.д.)

2) способствовать навыку самостоятельного поиска необходимой информации в Интернете и других источниках и её критического отбора;

3) реализовать индивидуально-личностный подход на основе работы с программами, выбора режима самоконтроля;

4) формировать целостное естественнонаучное мировоззрение учащихся;

5) показать, как практически используются компьютерные технологии в физической науке.

Использование компьютера на уроках физики позволяет решить проблему, связанную с нехваткой демонстрационного оборудования.

Учащиеся во время работы совершенствуют:

- умения понимать информацию, представленную разного рода текстами (повествовательными, инструктивными, вопросительными) на обычных или научных языках.

- умения выражать информацию о различных объектах с помощью текстов так, чтобы это было понятно определенному адресату (например, другому адресату или ЭВМ).

- умения для достижения поставленной цели организовать и планировать действия как отдельных лиц (в частности, свои действия), так и целых систем (человеческих коллективов).

- представления об устройстве и принципах работы ЭВМ.

- представления об областях применения и возможностях ЭВМ, социальных последствиях компьютеризации.

5. Новизна опыта

Общеобразовательная школа должна формировать целостную систему универсальных знаний, умений, навыков, а также опыт самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся, то есть ключевые компетенции, определяющие современное качество содержания образования.

Участие школьников в проектной исследовательской деятельности способствует формированию у них ключевых компетенций. Самым важным считаю то, что изменилась цель проектной деятельности. Сейчас цель любого проекта: формировать социальные компетенции учащихся средствами предмета физики и эффективного использования ресурсов Интернета и возможностей ИТ. Такая формулировка цели отражает социальную направленность деятельности учеников.

Средства компьютерных телекоммуникаций позволяют обеспечить учебный процесс:

• поурочными учебными и учебно-методическими материалами;
• обратной связью между учителем и учеником;
• доступом к отечественным и зарубежным информационным справочным системам;
• доступом к электронным библиотекам;
• доступом к информационным ресурсам ведущих отечественных и зарубежных газет и журналов;
• обмен управленческой информацией внутри системы обучения.

Я считаю, что успешность исследовательской деятельности прямо пропорциональна педагогическим условиям, которые способствуют формированию творческого мышления. Реализуя основные идеи личностно-ориентированного обучения, на всех этапах урока создаются необходимые психолого-педагогические условия, способствующие успешной деятельности обучающихся.

Использование новых технологий в учебном процессе приводит к:

• развитию новых педагогических методов и приемов;
• изменению стиля работы преподавателей, решаемых ими задач;
• структурным изменениям в педагогической системе.

Использование ИКТ на уроке:

• повышает мотивацию учащихся к изучению физики ;
• формирует основы научного мировоззрения

Учащиеся формируют представление об информации как одного из трех основополагающих понятий науки – вещества, энергии, информации, на основе которых строится современная научная картина мира. Отмечу, что в школьном образовании выделяются две группы учебных дисциплин, которые изучают два основных аспекта организации окружающего мира:

- вещественно-энергетический;

- информационный.

В случае вещественно-энергетического аспекта таким системообразующим предметом является физика, в случае информационного аспекта – информатика.

• Формирует общенаучные и общекультурные навыки работы с информацией

Использование ИКТ вносит в учебный процесс новые виды учебной деятельности, многие умения и навыки, формируемые при работе с компьютером, носят в современных условиях общенаучный, общеинтеллектуальный характер. Я имею в виду: умение грамотно пользоваться источником информации, оценка достоверности информации, соотнесение информации и знания, умение правильно организовать учебный процесс.

• Подготавливает школьников к последующей профессиональной деятельности

В настоящее время в России, как и во всех развитых странах мира, начался постепенный переход к, так называемому «информационному» обществу. Анализ содержания профессиональной деятельности людей массовых профессий и, особенно, прогноз ее развития в ближайшей перспективе позволяет сделать вывод о возрастании роли подготовки молодежи в области информатики и информационных технологий.

• Позволяет овладеть информационными и телекоммуникационными технологиями как необходимым условием перехода к системе непрерывного образования

В сегодняшних условиях особенно актуальна задача подготовки школьников к последующим этапам образования.

Осуществление непрерывного образования немыслимо без усиления роли индивидуализации обучения, реализация индивидуальных «образовательных траекторий» для обучаемых, которые могут быть осуществлены в практике обучения только на основе средств информационных технологий. Непрерывное образование предполагает увеличение продолжительности и значимости этапов самообразования в общей системе образования человека. В условиях развития самообразования неизбежно возрастает роль средств обучения в технологиях обучения, особое значение приобретают средства информационных и телекоммуникационных технологий обучения.

6. Технология опыта

Для сегодняшних молодых людей, компьютер и все, что с ним связано, все больше становится естественным жизненным фоном. Поэтому вполне понятно, что преподаватель, использующий в процессе обучения компьютер, воспринимается учениками как более близкий, более современный человек. Что, в свою очередь, также сказывается на скорости установления межличностных отношений, а значит — и на эффективности обучения. Применение ИКТ в процессе обучения физики делает изучение предмета более интересным. Учащимся открываются новые возможности, повышается мотивация. Информационные технологии применяются на различных этапах образовательного процесса и в разных направлениях – использования в работе готовых решений и разработка собственных, поиск информации в Интернете и организация самостоятельных проектов.

К методике использованию ИКТ, изучению и анализу существующего опыта подходила серьезно.

1.На начальном этапе важно минимизировать временные и моральные затраты учителя. Поэтому первоначально использовала ИКТ на групповых занятиях с небольшой группой заинтересованных и относительно хорошо подготовленных учащихся. Используемый программный продукт должен обеспечивать активную и в основном автономную работу школьников. «В основном автономную» – потому, что диалоги учитель-ученик должны иметь место. Активность работы необходима, чтобы ученик не потерял интереса и с удовольствием пришел на такие занятия в следующий раз.

Поэтому оптимальный тип электронного учебного пособия для начала работы с ИКТ – манипуляционные обучающие сценарии (ОС), которые содержат иллюстрации, несложный модельный эксперимент, а также экспертную систему, предназначенную для контроля хода обучения и его корректировки (выдачи подсказок, выбора следующих заданий).

2.Вторым стал этап использования компьютера для сопровождения изложения нового материала. Ответственности здесь больше, это уже «штатные» уроки и учитель выступает «соло». Но, с другой стороны, это легче, чем организовать индивидуальную работу целого класса. Целесообразно использование библиотеки электронных наглядных пособий , предназначенные именно для сопровождения изложения нового материала. Они содержат справочные таблицы и формулы, иллюстрации и фотографии, анимации, видео и интерактивные модели. Последние при изложении нового материала играют такую же роль как традиционный демонстрационный эксперимент. Считаю, что нельзя заменять физический эксперимент, но дополнять его модельным полезно и желательно, поскольку тот и другой обладают своими преимуществами и недостатками с точки зрения наглядности, достоверности, управляемости и т.д.

3.Третий этап – выходы в компьютерный класс на занятия, посвященные закреплению разобранного на традиционных уроках материалу: тренажу навыков, решению задач, а также, возможно, контролю знаний. Основным типом пособий здесь, по-видимому, должны быть снова обучающие сценарии, интерактивные тренажеры и задачники. Отмечу, что компьютерные контрольные работы и тесты нежелательно проводить прежде, чем учащимся будет предоставлен опыт более свободной, чем режим контроля, работы с компьютерами на занятиях физики: стрессовая ситуация может повлиять на объективность оценки знаний, исказить картину. Изучение новой темы при индивидуальной работе учащихся за компьютером также возможно на третьем этапе. Но отношение к этому должно быть осторожным, поскольку перечень обучающих сценариев, способных адекватно обеспечить занятия такого рода, пока удручающе короток.

4.Четвертый этап связан с использованием интерактивных моделей при индивидуальной работе учащихся в компьютерном классе. Начинать использование моделей можно, внедряя их в традиционный лабораторный практикум. Особенно удобно это, если эксперимент проводится не фронтально, а в цикле. Сначала достаточно подготовить методическое сопровождение всего одной модели, обкатать ее на нескольких группах учащихся, сделать выводы о степени успешности методики, откорректировать ее, а затем расширять компьютерную компоненту. На уроке создаю новые возможности передачи и восприятия знаний, оценки качества обучения и развития личности ученика, так как ИКТ позволяют индивидуализировать деятельность учащихся, создают возможности для дифференцированного подхода, а также предпосылки и условия для деятельностного обучения.

Применение электронных учебных пособий в образовательном процессе школы позволяет более глубоко изучить материал, ознакомиться подробно с интересующими или трудными темами, недостаточно освещенными в учебниках на бумаге. Мультимедийно оформленный учебный материал в электронном пособии позволяет наглядно продемонстрировать теорию. При использовании на уроке сетевой версии электронного пособия появляется возможность контролировать индивидуальную работу каждого ребенка, вносить коррективы и оценивать его деятельность.

На своих уроках я использую готовые программные продукты по физике. Одной из форм работы в рамках новых информационных технологий является работа с электронными учебными пособиями для использования на уроках компьютерных моделей физических экспериментов. В нашей школе используется электронное издание «Физика, 7-11 классы». Модели применяются для объяснения нового материала, для домашней работы, решения экспериментальных задач, для проведения виртуальных лабораторных работ. Для разработок виртуальных работ используется программа «Открытая физика-2.5». Работы, которые предлагаются учащимся, по своей структуре близки к традиционным школьным лабораторным работам: выполнение эксперимента (с помощью модели), теоретический расчет, построение графиков, оценка погрешностей, вывод о совпадении с физической теорией. Виртуальные лабораторные работы имеют целый ряд преимуществ: существует возможность непосредственно наблюдать, исследовать, экспериментально проверять правильность теоретических предположений, что значительно увеличивает эффективность урока. Можно осуществить эксперимент, который в обычных условиях невозможен (например, если процесс долговременный или требующий специальных установок).

Результаты измерений получаются «идеальными», и их подстановка в теоретические законы позволяет получать точные закономерности.

Компьютерные модели, разработанные компанией «ФИЗИКОН», позволяют организовать новые нетрадиционные виды учебной деятельности учащихся, такие, как:

 Урок решения задач с последующей компьютерной проверкой;

 Урок-исследование;

 Урок - компьютерная лабораторная работа.

В процессе работы с мультимедийными курсами ООО «ФИЗИКОН» используются следующие виды заданий к компьютерным моделям на уроках:

1. Ознакомительное задание;

2. Компьютерные эксперименты;

3. Экспериментальные задачи;

4. Расчётные задачи с последующей компьютерной проверкой;

5. Неоднозначные задачи;

6. Задачи с недостающими данными;

7. Творческие задания;

8. Исследовательские задания;

9. Проблемные задания;

10. Качественные задачи.

Из Интернет- ресурсов используем сайт «1 Сентября» «Фестиваль исследовательских и творческих работ учащихся». Создаем с ребятами свои исследовательские проекты.

В планах – проведение Интернет - уроки в компьютерном классе.

Можно выделить несколько аспектов использования мною компьютера на уроках физики:

 демонстрации и иллюстрации текстов, формул, фотографий при изучении нового материала, то есть как наглядное пособие;

 демонстрации анимационных экспериментов;

 иллюстрации методики решения задач;

 проведения компьютерных лабораторных работ;

 контроля уровня знаний учащихся;

 организации проектной и исследовательской деятельности учащихся;

 текущего контроля знаний.

 с помощью компьютера учитель может набрать и распечатать контрольные, самостоятельные работы, дидактические карточки для индивидуальной работы;

 физика – это тот предмет, где наглядность играет важную роль в становлении научного мировоззрения учеников, формировании в их сознании единой картины мира; компьютер может заменить целый набор ТСО, превосходя их по качеству, дает возможность продемонстрировать те явления природы, которые мы увидеть не можем, например, явления микромира или быстро протекающие процессы;

 сейчас выпускаются специальные учебные программы по физике, предназначенные для тестирования знаний учащихся, программы – тренажеры, программы, предоставляющие возможность продемонстрировать различные модели; но программные продукты по физике не всегда полностью вписываются в конкретный урок, поэтому могут быть использованы как элемент урока.

Еще одно направление использования мною компьютера – это создание презентаций к своим урокам. Создавая презентацию, выношу на экран компьютера основные физические понятия, формулы, выводы по данному уроку, рисунки, таблицы, схемы, различные видеофрагменты физических явлений и демонстраций, необходимых для восприятия темы урока. В презентацию включаю вопросы и задания на повторение и закрепление учебного материала, способствующие осуществлению быстрого контроля за уровнем усвоения учебного материала. По сравнению с традиционной формой ведения урока, заставляющей учителя постоянно обращаться к мелу и доске, использование презентаций высвобождает большое количество времени, которое можно употребить для дополнительного объяснения материала. Кроме того, я привлекаю учащихся к созданию презентаций. Создавая презентацию по заданной теме, ученики подбирают дополнительный материал, систематизируют его, выбирают форму для лучшего представления, защищают свои работы перед одноклассниками. В результате растет интерес к физике, ребята учатся работать в группе, развиваются ораторские способности, навыки работы с дополнительной литературой. Все, что создают ученики, я могу использовать на своих уроках. Обучающиеся выполняют довольно сложные задания по оформлению исследовательских работ, составлению проектов, презентации. При представлении результатов исследовании учащиеся пользовались такими программными продуктами как MS Word и MS Power Point.

Были созданы обучающие слайд - фильмы по разным темам школьной программы по физике, например: урок отработки первичных понятий «Давление твердых тел», обобщающий урок «Атмосфера. Атмосферное давление» - 7 класс, урок отработки первоначальных умений и навыков «Строение атома» – 8, 10 класс, «Реактивное движение», «Закон Всемирного тяготения. Ускорение свободного падения на Земле и других планетах» (Приложение №1), «Колебательные движения» - 9 класс, «Деформация твердых тел» 10 класс, «Ядерные реакции» - 11 класс, урок- лекция «Шкала электромагнитных волн» -11 класс и другие.

Таким образом, использование компьютера на уроках способствует активизации познавательной деятельности учащихся, более прочному усвоению учебного материала, повышению активности учеников на уроке. Учащиеся имеют возможность не только услышать формулировку нового понятия, но и прочитать ее на экране, то есть мы задействуем для восприятия нового материала не только слух, но и зрение ребенка.

В нашей школе введено предпрофильное и профильное обучение. Проектная работа, которая ведётся на элективных курсах по физике, позволяет эффективно формировать интеллектуальные умения обучающихся, находящихся в основе научного мышления, через организацию исследовательской деятельности на уроках и во внеурочное время и, в конечном итоге, обеспечит выход на уровень формирования ключевых компетенций выпускника. Полученные знания позволяют построить по логическому плану ход исследования и создать электронную презентацию работы. В ней ребята создают и используют графики, таблицы, фотографии, слайды, реже видеоролики. Умение создавать и использовать электронные презентации позволяют ученику развивать умение выделять главное, расставлять акценты в своей работе на главных моментах. Эта работа осуществляется благодаря взаимосвязи с уроками информатики. Например, в 9 классе при изучении элективного курса «Загадочный мир света» ребятам даются задания по изучению свойств света, рассматриваются природные световые явления, проводятся эксперименты по оптическим явлениям, анализируются литературные произведения и работы художников, в которых описаны или отражены законы оптики. А затем создаются электронные презентации с помощью учителя, где приветствуется использование анимации, звукового оформления. Школьники используют в работе поиск информации в Интернете. Так, учащимися были созданы работы «Окружающий мир глазами человека и животных», «Электрические явления в природе», «Световые явления, источники света», «Отражение оптических явлений и закономерностей в литературных произведениях и живописи», « Радио и его изобретатель» (Приложение №1). Защита работ учащихся происходит на занятии, завершающем данный элективный курс.

На элективном курсе «Подготовка к ЕГЭ по физике» в 11 классе также использую компьютерные технологии, что кроме обобщающего повторения обеспечивает:

• углубление и расширение знаний учащихся при решении и анализе задач, изучения содержания электронного учебника;
• использование активных форм организации учебных занятий;
• практическую ориентацию образовательного процесса с введением интерактивных, деятельностных компонентов на базе разделов «Тренировка», «Подготовка» и «Экзамен»;
• интерактивное знакомство учащихся с нормативными документами, спецификой обобщающего повторения, особенностями выполнения заданий;
• автоматизацию процесса подготовки и тестирования по контрольно-измерительным материалам ЕГЭ.

Активизации познавательной деятельности учащихся способствуют внеурочные мероприятия по физике. Традиционными в школе являются предметные недели, где в творческую работу включены учащиеся всех возрастных групп. Так были проведены конкурсы рисунков «Физика в картинках», бюллетеней «Физика в нашей жизни», где учащиеся выполняли творческие работы в программах Paint и в Microsoft Office Publisher. Кроме того, учащиеся создают зачетные тематические бюллетени по изученным материалам.

Таким образом, применение информационно-коммуникационной технологии на уроках физики и во внеурочной деятельности позволяет:

-учитывать индивидуальные особенности учащихся;

- развивать творческие и исследовательские способности;

- воспитывать интерес к самостоятельной познавательной деятельности учащихся;

- обеспечивать качественное усвоение программного материала;

- обеспечивать повышение качества знаний учащихся при обучении физики

Мониторинг качества образования по физике в школе позволяет прийти к выводу, что применение на уроках современных технологий наряду с традиционными технологиями проведения уроков способствует повышению качества знаний учащихся.

Таблица 1.

В настоящее время большая часть учащихся (59%) используют персональный компьютер для подготовки к урокам физики. За последний год увеличилось число семей, имеющих ПК, что свидетельствует об интересе и практической значимости компьютерных технологий.

Применение ИКТ на уроках физики и во внеурочной деятельности можно рассматривать, как совместную творческую работу учителя и обучающихся, которая позволяет:

- формировать положительную мотивацию к процессу учения и воспитания детей;

- выбирать оптимальные формы учебной работы;

- рационально использовать время на уроке;

- организовать учебно-познавательную деятельность детей;

-формировать навыки самостоятельной, групповой и коллективной работы обучающихся;

- развивать у детей чувство прекрасного.

7. Результативность, условия и возможности применения данного опыта

Внедрение современных информационно-коммуникационных (ИКТ) технологий на уроках физики позволило:

· по- новому подходить к обучению;

· способствует быстрому и качественному усвоению физических знаний, умений и навыков школьника, независимо от его интеллектуального, возрастного уровня. Тем самым достигается индивидуальный подход к обучаемому, что помогает спокойному, размеренному изучению предмета, поскольку ученик может сам регулировать темп обучения;

• повысить мотивацию к изучению предмета на 20-30%;
• увеличить долю самостоятельной индивидуальной и групповой работы учащихся;
• развивать навыки исследовательской деятельности и умений создания проектов;
• «достигнуть большинству учащихся (независимо от места их проживания или социального статуса их семей) образовательных результатов, адекватных новым требования рынка труда и современной социальной жизни» (цитата из технического задания на одну из разработок).

Мои ученики умеют:

Самостоятельно добывать информацию в Интернете;

Создавать презентации, буклеты;

Пользоваться электронной почтой;

Подготовить в электронном виде и выпустить в печатном виде школьную газету;

Использовать современные технические средства (цифровой фотоаппарат, видеокамера, принтеры, сканеры и др.)

Приложение №1

Проект урока физики по теме

«Закон Всемирного тяготения.

Ускорение свободного падения на Земле и других планетах» с использованием ИКТ

Учитель: Кузьмина С.А.

Пояснительная записка

Урок для учащихся 9 класса.

Тема : «Закон Всемирного тяготения.

Ускорение свободного падения на Земле и других планетах».

Программа : общеобразовательная для основной школы.

Раздел программы : «Законы взаимодействия и движения тел».

Цель : 1. Формирование умений у школьников применять современное программное обеспечение для решения задач, носящих в современных условиях общенаучный и общеинтеллектуальный характер.

2. Развитие у школьников теоретического, творческого мышления, направленного на выбор оптимальных решений.

3. Воспитание учащихся как творческих личностей, обладающих компьютерной грамотностью.

Задачи урока:

Образовательные:

· Сформировать четкие представления о законе Всемирного тяготения, показать его практическую значимость;

· Закрепить навыки и умения решать тестовые задачи и задачи по теме «Закон Всемирного тяготения»;

· Совершенствовать навыки работы учащихся на ПК;

Развивающие:

· Развитие логического мышления, расширение кругозора;

· Развитие памяти, умения сравнивать, обобщать, анализировать, делать выводы;

Воспитательные:

· Развитие познавательного интереса к изучению физических явлений и воспитание информационной культуры.

· Оборудование урока:

Компьютерный класс, оснащенный современной техникой. На компьютерах установлена OS Windows XP, MS Office. На партах у учащихся лист с микротестом для домашнего задания.

Информационные источники:

1.А.В. Плешаков, Е.М. Гутник «Физика 9 класс»-ДРОФА. Москва, 2007 .

(В учебнике дан материал для базовых знаний учащихся согласно федеральному компоненту государственного стандарта основного общего образования. соблюдаются принципы преемственности, доступности. Материал расположен в §15-16, соответствует целям и задачам урока).

2.Научно-методический журнал «Физика в школе» №3, 2008 год.

Статья, используемая в журнале «Физика в школе» помогает учителю спланировать методы, приемы работы на уроке.

Обучение физики при помощи ИКТ предоставляет учителю и учащимся максимальную свободу выбора форм и методов работы. Введение ИКТ в преподавание позволяет совершенно по-новому строить образовательный процесс, формировать умения самостоятельной познавательной деятельности, предоставлять новые возможности для развития творческих способностей учащихся. Электронные материалы делают процесс ярким, насыщенным, продуктивным и современным. Иногда возникает необходимость собственной версии – презентации, где появляется возможность комбинировать разные источники информации. Для подготовки тематических презентаций по физике использую программу POWER POINT, с помощью которой создаю слайды для демонстрации диаграмм, рисунков, схем, фотографий, текста, видео и звуковых записей.

Работа с тестами в программе MAICROSOFT OFFICE WORD позволяет организовать самостоятельную работу учащихся на уроке, совершенствовать навыки работы на ПК.

Использование информационных технологий на данном уроке позволяют добиться качественно более высокого уровня наглядности и усвоения учебного материала.

План урока:

I. Организационный момент.

II. Актуализация знаний.

1.Сообщение темы, целей и задач урока.

2.Повторение и проверка домашнего задания.

III. Самостоятельная работа.

IV. Новый материал.

V. Вопросы для закрепления нового материала.

VI. Решение задач по теме урока.

VII. Домашнее задание.

Ход урока:

I. Организационный момент ( на экране выставлен слайд с темой урока, проводится краткий инструктаж по технике безопасности в компьютерном классе) .

II. Актуализация знаний

Учитель физики: Мы продолжаем изучение темы «Законы взаимодействия и движения тел». Эпиграфом к уроку взяты слова М.В. Ломоносова (эпиграф проецируется на экран, слайд №4) «…ныне ученые люди, а особливо испытатели натуральных вещей, мало взирают на родившиеся в одной голове вымыслы и пустые речи, но больше утверждаются на достоверном искусстве. Главнейшая часть натуральной науки – физика ныне уже только на одном оном своё основание имеет. Мысленные рассуждения произведены бывают из надежных и много раз проверенных опытов». Он не случаен. Вам известно, что ученые – физики все теоретические гипотезы проверяют путем проведения многочисленных опытов. Наблюдая, сравнивая, анализируя, они либо подтверждают, либо опровергают выдвинутую гипотезу. А для этого необходимо иметь теоретическую подготовку. Проверим, как вы подготовлены к изучению нового материала. Ответьте на следующие вопросы (проводится фронтальный опрос) :

- Что называется свободным падением тел?

- Что такое ускорение свободного падения?

- Почему в воздухе кусочек ваты падает с меньшим ускорением, чем железный шарик?

- Кто первым пришел к выводу о том, что свободное падение является равноускоренным движением?

- Действует ли сила тяжести на подброшенное вверх тело во время его подъема?

- С каким ускорением движется подброшенное вверх тело при отсутствии сопротивления воздуха? Как меняется при этом скорость движения тела?

- От чего зависит наибольшая высота подъема брошенного вверх тела в том случае, когда сопротивлением воздуха можно пренебречь?

III. Самостоятельная работа. Тестирование на компьютере по теме «Свободное падение тел». Тесты в MS WORD. Ребята отвечают, распечатывают, сдают учителю.

Вариант I

1. В трубке, из которой откачан воздух, на одной и той же высоте находятся дробинка, пробка и птичье перо. Какое из тел быстрее достигнет дна трубки?

а) дробинка;

б) пробка;

в) птичье перо;

г) все тела достигнут дно одновременно.

2. Чему равна скорость свободно падающего тела через 4 секунды? (υ₀ = 0 м/с, g = 10 м/с² )

а) 20 м/с;

б) 40 м/с;

в) 80 м/с;

г) 160 м/с.

3.Какой путь пройдет свободно падающее тело за 3 секунды? (υ₀ = 0 м/с, g = 10 м/с² )

а) 15 м/с;

б) 30 м/с;

в) 45 м/с;

г) 90 м/с.

4. Какой путь пройдет свободно падающее тело за пятую секунду? (υ₀ = 0 м/с, g = 10 м/с² )

а) 45 м/с;

б) 125 м/с;

в) 50 м/с;

г) 250 м/с.

5. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 30 м/с. Чему равна максимальная высота подъема? (g = 10 м/с² )

а) 22,5 м;

б) 45 м;

в) 30 м;

г) 180 м.

Вариант II

1. В трубке с воздухом при атмосферном давлении на одной и той же высоте находятся дробинка, пробка и птичье перо. Какое из тел быстрее достигнет дна трубки?

а) дробинка;

б) пробка;

в) птичье перо;

г) все тела достигнут дно одновременно.

2. Чему равна скорость свободно падающего тела через 3 секунды? (υ₀ = 0 м/с, g = 10 м/с² )

а) 15 м/с;

б) 30 м/с;

в) 45 м/с;

г) 90 м/с.

3.Какой путь пройдет свободно падающее тело за 4 секунды? (υ₀ = 0 м/с, g = 10 м/с² )

а) 20 м/с;

б) 40 м/с;

в) 80 м/с;

г) 160 м/с.

4. Какой путь пройдет свободно падающее тело за седьмую секунду? (υ₀ = 0 м/с, g = 10 м/с² )

а) 65 м/с;

б) 70 м/с;

в) 245 м/с;

г) 490 м/с.

5. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Чему равна максимальная высота подъема? (g = 10 м/с² )

а) 10 м;

б) 20 м;

в) 40 м;

г) 8 м.

IV. Новый материал Лекция учителя физики сопровождается показом слайдов. Презентация создана в MS Office PowerPoint.

Учитель : Во всех странах почти полтора тысячелетия владело умами людей ложное учение Птолемея, который считал, что Земля неподвижно покоится в центре Вселенной Последователи Птолемея придумывали все новые усложнения, чтобы согласовать его теорию движения планет вокруг Земли с наблюдаемым в действительности. Но от этого система Птолемея становилась все более надуманной и искусственной. Задолго до Птолемея греческий ученый Аристарх Самосский утверждал, что Земля движется вокруг Солнца. Позже, в средние века, передовые ученые разделяли точку зрения Аристарха о строении мира и отвергали ложное учение Птолемея. Незадолго до Коперника итальянские ученые Николай Кузанский и Леонардо да Винчи допускали, что Земля движется, что она вовсе не находится в центре Вселенной и не занимает в ней исключительного положения.

Почему же, несмотря на это, система Птолемея продолжала господствовать? Потому, что она поддерживалась церковной властью, которая подавляла свободную мысль, мешала развитию науки. Кроме того, ученые, отвергавшие учение Птолемея и высказывавшие правильные взгляды на устройство Вселенной, не могли еще их убедительно обосновать.

Это удалось сделать только Николаю Копернику После 30 лет упорнейшего труда, долгих размышлений и сложных математических расчетов он доказал, что Земля - только одна из планет, а все планеты обращаются вокруг Солнца.

Датский астроном Тихо Браге, многие годы, наблюдая за движением планет, накопил многочисленные данные, но в вопросе о строении Вселенной придерживался отсталых взглядов и учения Коперника не признавал. В 1600 г. в Праге он решил продолжить свои наблюдения, а в качестве помощника для вычислений пригласил Кеплера. Совместная работа двух ученых продолжалась недолго. Вскоре Тихо Браге умер, и богатейшие материалы его наблюдений перешли к Кеплеру. Среди них особенное значение имели материалы долголетних наблюдений Марса. Изучая их, Кеплер сделал замечательное открытие: он установил, что Марс движется вокруг Солнца не по окружности, а по вытянутой кривой – эллипсу

Потом оказалось, что так движется вокруг Солнца не только Марс, но и. все планеты Солнечной системы; по эллипсу движется и Луна вокруг Земли. Продолжая свои исследования, Кеплер установил три закона движения тел в Солнечной системе. Первый закон Кеплера планеты движутся по эллипсам. Солнце расположено не в центре эллипса, а в точке, находящейся на некотором расстоянии от центра и называемой фокусом эллипса. Но из этого следует, что расстояние планеты от Солнца не всегда одинаково, а поэтому и скорость движения планеты вокруг Солнца также не всегда одинакова: чем ближе к Солнцу находится планета, тем быстрее она движется, и, наоборот, чем дальше она от Солнца, тем ее движение медленнее Эта особенность в движении планет составляет второй закон Кеплера. В третьем законе Кеплера устанавливается уже точная связь между расстояниями планет от Солнца и временами их обращения: оказывается, что квадраты времен обращений планет относятся между собой как кубы их средних расстояний от Солнца. Но Кеплер не сумел объяснить динамику движения Почему планеты обращаются вокруг Солнца именно по таким законам? На этот вопрос сумел ответить Исаак Ньютон, используя законы движения, установленные Кеплером, и общие законы динамики. Он много лет размышлял над вопросом: почему Луна все время обращается по своей орбите вокруг Земли, не падая на нее и не улетая от нее? Почему планеты, в том числе Земля, обращаются вокруг Солнца и также никуда не улетают? И пришел к выводу, что и в том и в другом случае действует одна и та же сила - взаимное притяжение тел, или тяготение. Древние и средневековые ученые ошибочно полагали, что все тела стремятся к Земле как к самому тяжелому телу во Вселенной. Они не понимали, что сама Земля также притягивается другими телами; они не знали, что Земля не самое тяжелое тело, а только одна из планет, что масса ее ничтожна по сравнению не только с массой Солнца, но и с массой Юпитера или Сатурна. Теперь, в свете выводов Ньютона), оказывалось, что все тела притягивают друг друга, при этом сила притяжения тел подчиняется определенным количественным закономерностям, а именно: сила притяжения (тяготения) прямо пропорциональна массам притягивающих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Покажем, как Ньютон пришел к такому заключению

Из второго закона динамики следует, что ускорение, которое получает тело под действием силы, обратно пропорционально массе тела. Но ускорение свободного падения не зависит от массы тела. Это возможно только в том случае, если сила, с которой Земля притягивает тело, изменяется пропорционально массе тела.

По третьему закону силы с которыми взаимодействуют тела, равны. Если сила, действующая на одно тело, пропорциональна массе этого тела, то равная ей сила, действующая на второе тело, очевидно, пропорциональна массе второго тела. Но силы, действующие на оба тела, равны, следовательно, они пропорциональны массе и первого и второго тела.

Ньютон рассчитал отношение радиуса орбиты Луны к радиусу Земли. Отношение равнялось 60. А отношение ускорения свободного падения на Земле к вокруг Земли Луна, равнялось 3600. Следовательно, ускорение обратно пропорционально квадрату расстояния между телами.

Но по второму закону Ньютона сила и ускорение связаны прямой зависимостью, следовательно, сила обратно пропорциональна квадрату расстояния между телами Исаак Ньютон открыл этот закон в возрасте 23 лет, но 9 лет не публиковал, так как неверные данные о расстоянии между Землей и Луной не подтверждали его идею. И только когда было уточнено это расстояние, Ньютон в 1667году опубликовал закон всемирного тяготения.

Сила гравитационного взаимодействия двух тел (материальных точек) с массами m₁ и m₂ равна:

GG

где G – гравитационная постоянная, r – расстояние между телами.

Гравитационная постоянная численно равна модулю силы тяготения, действующей на тело массой 1кг со стороны другого тела такой же массы при расстоянии между телами равном 1м.

Впервые гравитационная постоянная была измерена английским физиком Г.Кавендишем в 1788году с помощью прибора, называемого крутильными весами Г.Кавендиш закрепил два маленьких свинцовых шара (диаметром 5см и массой 775г каждый) на противоположных концах двухметрового стержня. Стержень был подвешен на тонкой проволоке. Два больших свинцовых шара (20см диаметром и массой 45,5кг) близко подводились к маленьким. Силы притяжения со стороны больших шаров заставляли маленькие перемещаться, при этом проволока закручивалась. Степень закручивания была мерой силы, действующей между шарами. Эксперимент показал, что гравитационная постоянная G = 6,66 · 10^-11 Н·м² /кг² .

Пределы применимости закона

Закон всемирного тяготения применим только для материальных точек, т.е. для тел, размеры которых значительно меньше, чем расстояние между ними; тел, имеющих форму шара; для шара большого радиуса, взаимодействующего с телами, размеры которых значительно меньше размеров шара.

Но закон неприменим, например, для взаимодействия бесконечного стержня и шара. В этом случае сила тяготения обратно пропорциональна только расстоянию, а не квадрату расстояния. А сила притяжения между телом и бесконечной плоскостью вообще от расстояния не зависит.

Сила тяжести

Частным случаем гравитационных сил является сила притяжения тел к Земле. Эту силу называют силой тяжести. В этом случае закон всемирного тяготения имеет вид:

F_т = G ∙mM/(R+h)²

где m – масса тела (кг),

M – масса Земли (кг),

R – радиус Земли (м),

h – высота над поверхностью (м).

Но сила тяжести F_т = mg, отсюда mg = G ·mM/(R+h)² , а ускорение свободного падения g = G ∙M/(R+h)² .

На поверхности Земли (h = 0) g = G·M/R² (9,8 м/с² ).

Ускорение свободного падения зависит

• от высоты над поверхностью Земли;

• от широты местности (Земля – неинерциальная система отсчета);

• от плотности пород земной коры;

• от формы Земли (приплюснута у полюсов).

В приведенной выше формуле для g последние три зависимости не учитываются. При этом еще раз подчеркнем, что ускорение свободного падения не зависит от массы тела.

Применение закона при открытии новых планет

Когда была открыта планета Уран, на основе закона всемирного тяготения рассчитали ее орбиту. Но истинная орбита планеты не совпадала с расчетной. Предположили, что возмущение орбиты вызвало наличием еще одной планеты, находящейся за Ураном, которая своей силой тяготения изменяет его орбиту. Чтобы найти новую планету, необходимо было решить систему из 12 дифференциальных уравнений с 10 неизвестными. Эту задачу выполнил английский студент Адамс; решение он отправил в Английскую академию наук. Но там на его работу не обратили внимания. А французский математик Леверье, решив задачу, послал результат итальянскому астроному Галле. И тот, в первый же вечер, наведя свою трубу в указанную точку, обнаружил новую планету. Ей дали название Нептун. Подобным же образом в 30-е годы двадцатого века была открыта и 9-я планета Солнечной системы – Плутон.

На вопрос о том, какова природа сил тяготения, Ньютон отвечал: «Не знаю, а гипотез измышлять не желаю».

V. Вопросы для закрепления нового материала.

На экране вопросы для повторения

- Как формулируется закон всемирного тяготения?

- Какой вид имеет формула закона всемирного тяготения для материальных точек?

- Что называют гравитационной постоянной? Какой ее физический смысл? Каково значение в СИ?

- Что называется гравитационным полем?

- Зависит ли сила тяготения от свойств среды, в которой находятся тела?

- Зависит ли ускорение свободного падения тела от его массы?

- Одинакова ли сила тяжести в различных точках земного шара?

- Объясните влияние вращения Земли вокруг оси на ускорения свободного падения.

- Как изменяется ускорение свободного падения при удалении от поверхности Земли?

- Почему Луна не падает на Землю? (Луна обращается вокруг Земли, удерживаемая силой притяжения. Луна не падает на Землю, потому что, имея начальную скорость, движется по инерции. Если прекратится действие силы притяжения Луны к Земле, Луна по прямой линии умчится в бездну космического пространства. Прекратись движение по инерции – и Луна упала бы на Землю. Падение продолжалось бы четверо суток двенадцать часов пятьдесят четыре минуты семь секунд. Так рассчитал Ньютон.)

VI. Решение задач по теме урока

Задача 1

На каком расстоянии сила притяжения двух шариков массами по 1г равна 6,7 · 10^-17 Н?

(Ответ: R = 1м.)

Задача 2

На какую высоту от поверхности Земли поднялся космический корабль, если приборы отметили уменьшение ускорения свободного падения до 4,9м/с² ?

(Ответ: h = 2600км.)

Задача 3

Сила тяготения между двумя шарами 0,0001Н. Какова масса одного из шаров, если расстояние между их центрами 1м, а масса другого шара 100кг?

(Ответ: примерно 15 тонн.)

Подведение итогов урока. Рефлексия.

Домашнее задание

1. Выучить §15, 16;

2. Выполнить упражнение 16 (1, 2);

3. Для желающих: §17.

4. Ответить на вопрос микротеста:

Космическая ракета удаляется от Земли. Как изменится сила тяготения, действующая со стороны Земли на ракету, при увеличении расстояния до центра Земли в 3 раза?

А) увеличится в 3 раза; Б) уменьшится в 3 раза;

В) уменьшится в 9 раз; Г) не изменится.

Приложения: презентация в PowerPoint.

Литература:

1. Иванова Л.А. "Активизация познавательной деятельности учащихся при изучения физики", "Просвещение", Москва 1982 г.
2. Гомулина Н.Н. «Открытая физика 2.0.» и «Открытая астрономия» – новый шаг. Компьютер в школе: №3/ 2000. – С. 8 – 11.
3. ГомулинаН.Н. Обучающие интерактивные компьютерные курсы и имитационные программы по физике //Физика в школе. М.: № 8 / 2000. – С. 69 – 74.
4. ГомулинаН.Н «Применение новых информационных и телекоммуникационных технологий в школьном физическом и астрономическом образовании. Дис. Иссл. 2002г.
5. Повзнер А.А., Сидоренко Ф.А. Графическая поддержка лекций по физике. // XIII Международная конференция «Информационные технологии в образовании, ИТО-2003» // Сборник трудов, часть IV, – Москва – Просвещение – 2003 г. – с. 72-73.
6. Стародубцев В.А., Чернов И.П. Разработка и практическое использование мультимедийных средств на лекциях//Физическое образование в вузах – 2002. – Том 8.– № 1. с. 86-91.
7. http//www.polymedia.ru.
8. Оспенникова Е.В., Худякова А.В. Работа с компьютерными моделями на занятиях школьного физического практикума // Современный физический практикум: Тезисы докл. 8-й конференции стран Содружества. – М.: 2004. — с.246-247.
9. Гомуллина Н.Н. Обзор новых мультимедийных учебных изданий по физике, Вопросы Интеренет образования, №20, 2004.
10. Физикус, Неureka-Klett Softwareverlag GmbH- Медиахауз, 2003
11. Физика. Основная школа 7-9 классы: часть I, YDP Interactive Publishing – Просвещение – МЕДИА, 2003
12. Физика 7-11, Физикон, 2003