Обговорення користувача:Гніденко Тетяна Миколаївна
Використання інформаційних технологій в реалізації міжпредметних зв’язків фізики, математики та інформатики.
Проаналізувавши ряд педагогічних літературних джерел, можна сказати, що система роботи вчителя фізики в школі , по суті, є роботою викладача інтегрованого курсу математики, фізики та інформатики. Тому можна назвати переваги даного методу роботи: це змога реалізувати міжпредметні зв’язки, отримавши значну економію часу, що є однією з переваг. Поєднання вивчення математики, фізики та інформатики дає змогу значно інтенсифікувати процес навчання. Крім того, викладаючи три предмети, можна оперативно реагувати на нестикування в трактуванні споріднених питань, коригувати часові терміни вивчення деяких тем. Це доводиться робити досить часто, адже наявність різних рівнів вивчення і використання різних підручників призводить до неузгодженості програм. Але навіть у разі узгодження часових термінів іноді виникають розбіжності у трактуванні деяких питань, які докладно вивчаються на уроках математики, а застосовуються – на уроках фізики. Згідно з дослідженнями американських вчених, комп’ютер з гарним програмним забезпеченням може скоротити термін навчання на третину. Але якщо переглянути шкільну програму з фізики чи математики, важко зробити висновок, що в загальноосвітній школі вже достатньо давно вивчається такий предмет, як основи інформатики та комп’ютерної техніки [3]. Але якщо сам курс математики та фізики не змінився, то мають змінитися методи їх викладання. А здійснити такі зміни під силу лише вчителеві, який одночасно викладає поряд з даними навчальними предметами ще й основи інформатики. Зрозуміло, що запрограмувати окремі теми з фізики чи математики, написати серйозні програми з фізичного чи обчислювального практикуму вчитель не має змоги фізично. Проте і без цього роботи з реалізації міжпредметних зв’язків між математикою фізикою та інформатикою достатньо. Така робота ефективна ще й тому, що в учнів не потрібно додатково стимулювати інтерес до занять з комп’ютером, а в останні роки вже й відпала потреба навчати елементарних правил роботи за комп’ютером. Досвідчені вчителі, працюючи в школі, починають застосовувати комп’ютери на уроці математики вже в 5 класі. Як правило, прийшовши з початкової школи, учні на перших уроках математики показують, що їх непогано навчили обчислювати та розв’язувати задачі. Але коли справа доходить до усних відповідей з вивченого матеріалу, то виявляється, що більшість з них не можуть чітко формулювати правила та означення. Легко вивчати, користуючись комп’ютером, декартову систему координат на площині. Відповідна програма складається з двох частин. В першій з них потрібно вказати координати зображених точок. У другій, навпаки, знаючи координати точок, потрібно позначити їх на координатній площині. Якщо виникла помилка, то програма її фіксує і враховує під час виставлення оцінки, але відразу ж демонструє правильне розв’язування, щоб не повторилися аналогічні помилки. Щодо навчальних і демонстраційних програм, то їх написання — це складна і громіздка праця. Тому використовуються вже готові програмні продукти. На жаль, якість більшості з них далека від бажаної. Але є теми, які краще вивчати навіть за такими програмами. Зокрема, застосовують програми, що вчать будувати та досліджувати графіки. Комп'ютер допомагає наочніше викласти матеріал, в якому використовуються елементи обчислювальної математики, диференціального та інтегрального числення. Під час повторення для урізноманітнення уроків можна використовувати програми-довідники та -репетитори.
Використання на уроках такі програмних продуктів, як GRAN1, GRAN-2D, GRAN-3D, Графики 3.0.3, Advancer Grapher та інших підвищує ефективність уроку, але й має свої недоліки (потреба спеціальної підготовки учнів і вчителя для роботи саме з цією програмою, використання тільки на певних уроках певних тем).
Зручною у використанні і з цілою низкою корисних властивостей є програма Advanced Grapher. За допомогою цієї програми можна будувати графіки функцій, обчислювати значення функцій, проводити дослідження функцій. Вдалим є те, що можна будувати графіки кількох функцій в одній системі координат, змінюючи при цьому колір лінії графіка та її товщину.
Завдяки під'єднанню до світової мережі Інтернет та знайомством з пошуковими системами Yandex, Google, Rambler, Meta та іншими, надавати учням можливість знаходити інформацію, опрацьовувати її або знайти вказівки на друковані джерела Проводити тестування за допомогою спеціальних тестових програм, що значно економить час на уроці та оперативно інформує про його результати. Існує багато тестерів - програм, які дозволяють вводити в тест певну кількість питань, варіювати складність завдань, створювати тести з однозначним результатом або з декількома відповідями. Наприклад, тестова програма «MyTestX» Спрямовувати роботу в класі за допомогою електронних підручників на електронних носіях (ППЗ) та в мережі Інтернет on-line, наприклад на Освітньому інтернет-порталі «Нова школа». NOVASHKOLA.UA - перший, і, поки, єдиний портал в Україні, наповнений навчальним мультимедійним контентом, що схвалений МОН України. Там пропонується 45 шкільних предметів, на які є:
• 1813 уроків; • 641 година флеш-анімації; • понад 30 годин відзнятого відеоматеріалу; • 7252 інтерактиви,; • понад 3000 корисних посилань, спеціально відібраних у Веб-мікс; • бібліотеки електронних наочностей; • тестові програми для підготовки до ЗНО; • програми для вивчення будь-якого предмета; • конструктори уроків і багато іншого (Додоток 5). Крім того є безліч інших сайтів, на яких учень може пройти тестування (є зразки незалежного тестування з математики за минулі роки) в системі on-line (безпосередньо в Інтернеті), повторити основні положення з будь-якої теми, самостійно опрацювати додатковий матеріал, спеціальний сайт для обдарованих дітей та багато інших корисних сайтів. При позакласній роботі з предмета учні мають змогу створювати публікації (Publisher) за допомогою мультимедійних засобів. Це може бути стіннівка, інформаційний вісник, буклет, газета з різною кількістю сторінок, брошура, стендовий матеріал, роздаткові картки . В своїй практичній роботі для створення і використання презентацій учням пропонується користуватися програмою Power Point з пакета Microsoft Office. Цей вибір пояснюється, перш за все, розповсюдженістю даного пакета та його уніфікованістю, доступністю та універсальністю. Вивчення цієї програми входить у навчальну програму вивчення інформатики. На уроках фізики для контролю знань також застосовуються як тестові, так і конструювальні програми . У збірнику задач з фізики (авт. Римкевич) є задачі, що розраховані на обчислення за допомогою програмного калькулятора. Користуючись комп’ютером, результати можна подати у більш наочній формі, їх легко аналізувати і за потреби модифікувати. Аналогічні переваги стосуються й обчислень під час лабораторних робіт. Фізика — наука насамперед експериментальна. Істинне наукове викладання її основ не може ігнорувати цього факту. Під час вивчення класичної фізики є деяка можливість провести фундаментальні експерименти. Інша справа з вивченням сучасної фізики, що виникла на межі XIX—XX ст. Її фундаментальні досліди складні щодо виконання, потребують дорогого обладнання і недоступні не тільки для шкільного лабораторного, а й для демонстраційного експерименту. До таких належать досліди Томсона з визначення питомого заряду електрона, Йоффе—Міллікена з вимірювання його заряду, досліди Резерфорда та деякі інші, з якими учнів бажано ознайомити. Комп’ютер дає змогу це зробити, використавши імітаційно-комп’ютерні моделі обладнання, з яким проводяться досліди, наприклад, «Бібліотека електронних наочностей : 7-9 класи» та «Бібліотека електронних наочностей 10, 11 класи» від «Квазар-мікро». Суть роботи полягає в тому, що учням замість реального фізичного об’єкта пропонується робота з його віртуальним аналогом. При цьому комп’ютер тільки імітує фізичне явище, проте водночас виконує роль інструменту для його вивчення. Іноді корисно проводити комп’ютерний експеримент для уточнення реальних досліджень під час вивчення класичної фізики. Наприклад, у оптиці — це хід променів крізь трикутну призму. Комп’ютер дає змогу досить швидко дослідити цей процес з різними варіаціями. Під час вивчення механіки учням подобається програма, яка дає змогу досліджувати рух тіла, кинутого під кутом до горизонту. На уроках інформатики намагаються розширити знання учнів з математики та фізики. А саме: складають програми, в яких використовуються елементи обчислювальної математики для розв’язування рівнянь та дослідження функцій. Це стосується і певного матеріалу з фізики. Крім того, в інформатиці є теми, які значно розширюють знання учнів з математики (наприклад, розгляд систем числення) та фізики (наприклад, вивчення апаратної складової комп’ютера). Для розгляду таких тем використовують інтегровані уроки. Окремо варто розглянути психологічний аспект, який відіграє особливу роль під час викладання одним учителем математики, фізики та інформатики в одному класі. Адже спілкування кожного дня по кілька годин (і це протягом кількох років) приводить до ідеального взаєморозуміння, що позитивно впливає на результати навчання. На майбутнє бажано, щоб ще інтенсивніше використовували комп’ютер під час вивчення не тільки інформатики, а й математики та фізики. Адже з програмним забезпеченням справи налагоджуються. Маємо доступ до Інтернету, хоча й обмежений за часом і швидкістю доступу. Бажано найближчим часом придбати медіа-проектори для демонстрації зображень на великий екран. Адже для успішної роботи, як говорив «батько кібернетики» Норберт Вінер, потрібно «...віддати людині людське, а машині — машинне». Багато спеціалістів вважають, що в теперішній час тільки комп'ютер дозволить здійснити якісний ривок в системі освіти; існує думка, що комп'ютер зробить настільки ж серйозні зміни в психології навчання, які на початку минулого століття зробив конвеєр в автомобілебудуванні. Деякі навіть порівнюють його вплив на систему освіти з тим переворотом в людській культурі, який зробив книгодрукування. Звичайно, наївні припущення, що комп'ютер – не панацея, яка може розв'язати всі проблеми навчання, але недооцінювати можливості комп'ютера теж не слід . По-перше, комп'ютер значно розширив можливості презентування навчальної інформації. Використання кольору, графіки, мультиплікації, звука, всіх сучасних засобів відео — техніки дозволяє утворити реальну обстановку діяльності. За своїми зображувальними можливостями, комп'ютер не поступає ні кіно, ні телебаченню.
По-друге, комп'ютер дозволяє посилити мотивацію навчання. Не тільки новизна роботи з комп'ютером, яка сама по собі нерідко сприяє підвищенню інтересу до навчання, але і можливість регулювати представлення навчальних задач за різним рівнем складності, оцінюючи розв’язки, не прибігаючи при цьому до повчань і догани, якими нерідко зловживають педагоги, позитивно позначаються на мотивації навчання. Крім того, комп'ютер дозволяє повністю ліквідувати одну з найважливіших причин негативного відношення до навчання – неуспіх, обумовлений нерозуміннями суті проблеми, значними проблема в знаннях і т. д. Працюючи на комп'ютері, учень одержує можливість довести рішення будь-якого навчального завдання до кінця, оскільки йому надається необхідна допомога. Комп'ютер може впливати на мотивацію учнів, розкриваючи практичну суть матеріалу, який вивчається, надаючи їм можливість спробувати розумові сили і проявити оригінальність, поставивши цікаву задачу, задавати різні питання і пропонувати різні рішення без ризику отримати за це низький бал – все це сприяє формуванню позитивного відношення до навчання. По-третє, комп'ютер активно залучає учнів в навчальний процес. Один із найбільш суттєвих недоліків існуючої системи навчання є в тім, що вона не забезпечує активного включення всіх учнів в навчальний процес. При цьому установка вчителя на середнього учня приводить до того, що найздатніші втрачають інтерес до матеріалу, який викладається, а найбільш слабкі навіть при бажанні не можуть активно включатися в навчальний процес. Саме ця обставина була одним з аргументів на користь програмного навчання, яке як передбачалось, повинне було стимулювати до активної роботи. Але таке навчання не забезпечувало одну з необхідних умов активного включення учнів в навчальний процес — діалог навчаючого і того, хто навчається. Питання задаються учню, але сам він позбавлений такої можливості, що суттєво обмежує пізнавальну активність, особливо в тих випадках, коли учень зазнає певних ускладнень. По-четверте, набагато розширюються набори навчальних задач, які використовуються. Комп'ютери дозволяють успішно використовувати при навчанні задачі на моделювання різних ситуацій та явищ навіть в тім випадку, коли є велике число варіативних способів їх рішення. Розширюється також коло задач на планування, оскільки комп'ютер дозволяє оцінити оптимальність будь-якого рішення і може здійснювати постійний контроль за правильністю рішення. Вчителю таке не завжди під силу, особливо при великому числі неприпустимих розв’язків.
По-п'яте, комп'ютер дозволяє якісно змінити контроль за діяльністю учнів, забезпечуючи при цьому гнучкість управління навчальним процесом. Вчитель практично невмозі перевірити правильність рішення всіх задач, виконаних кожним із учнів, а комп'ютер дозволяє перевірити всі відповіді і виявляє характер помилки, що допомагає своєчасно ліквідувати причину, обумовлену її появою.
І нарешті, по-шосте, комп'ютер сприяє формуванню в учнів рефлексії своєї діяльності. Насамперед, комп'ютер дозволяє учням наочно представити результат своїх дій. До цих пір говорилося про ті переваги, які вносить у навчальний процес використання комп'ютера. Але, як і будь-який засіб, комп'ютер не є панацеєю від всіх педагогічних бід, більш того, з його використанням зв'язані свої біди, і про них не слід забувати. Необхідно чітко розрізняти недоліки, обумовлені недосвідченістю розробників тієї чи іншої комп'ютерної навчальної системи (які будуть програми без врахування дидактичних принципів), недоліки, обумовлені неповною реалізацією потенційних можливостей комп'ютера, і недоліки, обумовлені самою природою комп'ютера, як деякої технічної системи. Більш суттєві причини невдалого використання комп'ютерів, коли не враховуються обмеження, які визначені самою природою цих пристроїв. Наприклад, можливість збоїв або відсутність таких аспектів взаємодії, як особисте спілкування вчителя і учня. Необхідно пам'ятати, що особистість може виховати тільки особистість. При оцінці ролі комп'ютера в здійснення реформи школи слід насамперед враховувати, які навчальні функції доцільно йому передати, пам'ятаючи при цьому, що комп'ютер є тільки засобом, а не суб'єктом навчальної діяльності, що він не більш чим помічник педагогу, а не його заміна. Не слід забувати і про таку небезпеку, як надмірне захоплення дітей комп'ютером. При комп'ютеризації навчання, комп'ютер починає здійснювати визначний вплив на формування позитивного відношення до навчання тільки при роботі школярів з ефективними навчальними програмами. Такі програми передбачають ненав'язливий спосіб надання допомоги, можливість для учня самому вибрати темп навчання, наявність ігрових моментів, наявність ілюстративного характеру і т. д. Крім того, комп'ютер, своєчасно надаючи учню необхідну допомогу, позбавляє його почуття невдачі.
