Виртуальная физика – эффективное средство развития

Разделы: Физика


Решение проблем гуманизации и гуманитаризации образования требует от современного учителя постоянного поиска эффективных средств личностного становления учеников. Поиск путей понимания и осознания окружающего мира моими учениками привел меня к созданию информационной образовательной среды  (ИОС) «Виртуальная физика».

«В обобщенном понимании, образовательная среда – это совокупность окружающих человека материальных и духовных условий,  необходимых  для осуществления образовательной деятельности»[1]. 

Созданная мною на базе ноутбуков информационно образовательная среда (ИОС) – это совокупность доступных ученикам источников информации, способов и средств ее присвоения, условий информационного взаимодействия ученика-субъекта с этими источниками.

Школа, в которой я работаю, активный участник ассоциированных школ ЮНЕСКО и реализует в основном программы социально-гуманитарной направленности. Как подсистема образовательной среды школы, ИОС - это возможность для учеников реализовать цели: учиться быть, учиться знать, учиться делать, учиться жить вместе. Современные  мультимедийные технологии  помогают ученикам увидеть многогранность и сложность явлений природы, ощутить «эффект присутствия», «создают эмоциональную основу, на базе которой от чувственного образа легче переходить к абстрагированию» [1], к развитию понятийного мышления. Я руководствуюсь мнением, что «знать физику – это значит понимать природу» и вручаю ученикам инструменты, помогающие «восходить»  в познании природы, в стимулировании и развитии аналитико-синтетической умственной деятельности.  

Традиционная информационная среда кабинета физики включает относительно самостоятельные информационные компоненты:

  •  объекты естественной природы
  •  рукотворные объекты (демонстрационное и лабораторное оборудование, модели)
  •  коммуникации
  •  традиционные информационные источники информации (учебник, задачник, таблицы, аудио- и видео носители).

Виртуальная   информационная среда на базе ноутбуков – воспроизводит, моделирует и усиливает все перечисленные источники. В восприятии участвуют все каналы: визуальный, аудиальный, кинестетический. Входя в среду как человек, воспринимающий и действующий, ученик, самостоятельно наблюдая, размышляя, оценивая, дискутируя с одноклассниками и учителем, развивает свою способность «видеть мир глазами другого человека, реально в него не превращаясь» [2]. Используя ресурсы среды, ученик становится субъектом обучения, так как среда требует активного управления, активных действий по самостоятельному извлечению информации  и конструированию информационного продукта определенного качества. Происходит саморегуляция познавательной деятельности на основе внутренних интересов и способностей ученика. Роль учителя – подготовка наполнения среды и сопровождение конструктивных самостоятельных усилий учеников по освоению знаний и умений.

ИОС не является продуктом программирования. Она создана на базе приложений Microsoft Office, проста и доступна любой возрастной группе учащихся. Навигация  в среде осуществляется щелчком мыши.

Функции  среды:

  • оперативная доставка учебной информации, включая on-line режим сети Интернет;
  • обеспечение индивидуальной и групповой самостоятельной познавательной деятельности на уроке и во внеучебное время;
  • обеспечение  коммуникационной функции между всеми участниками учебного процесса и обратной связи с учителем.

Организационной основой ИОС является рабочий стол с размещенными  ресурсными папками: «Учение», «Живая физика», «Знаю и умею», «Эксперимент», «Лабораторные работы», «Библиотека».

Внешний  вид стола выполняет важную функцию – пробудить интерес, любопытство и желание открыть содержание каждой папки (Приложение 1).

Коммуникативным средством работы со средой являются гиперссылки на ресурсы отдельных папок, а также на материалы внутри одной папки.   Наполнение папок обеспечивает единство дидактической, методической и организационной задач обучения.

Технологической единицей учения в школе является урок. Поэтому раздел «Учение» содержит  информацию, удовлетворяющую потребность в познании, формирующую спрос на знание. Сюда я размещаю материалы, делающие процесс учения максимально открытым: информационные карты уроков, опорные конспекты тем, учебные презентации к темам и урокам. (Приложение 2)

В папке «Живая физика» находятся интересные материалы, расширяющие содержание учебника, помогающие его эмоциональному восприятию. Главным объектом являются анимационные модели изучаемых физических процессов и явлений, которые я подбираю, используя поисковую систему Яндекс. В папке расположены ярлыки интерактивных программ «Crocodile Physics 605.1», электронный плакат «Молекулярная физика», ссылки на Интернет ресурсы, подборки видео фрагментов к урокам. Много материалов приносят ученики. Поиск, отбор, комплектование таких материалов содействуют активизации субъектного опыта, реализации индивидуального интереса, делают ученика  востребованным.

Папка «Эксперимент» содержит задания для проведения реального или виртуального эксперимента, задания экспериментальных задач. Сюда же я размещаю качественные задачи. Очень  часто эти задачи  - произведения искусства: рисунки, фото, репродукции. «Потребление плодов искусства развивает способность воображения, которая в искусстве реализована» - писал Э. Ильенков. И далее: «Человек, воображение которого развито искусством, начинает реальный мир видеть как бы с высоты определенного уровня человеческой культуры» [2]. В работе с такими заданиями ученику нужно осуществить   визуальный анализ, «прочитать» изображение языком физики, объяснить видимое с ее позиций, а значит понять суть явлений, уметь распознать их в реальной жизни.

Раздел  «Лабораторные работы» содержит инструкции по технике безопасности при проведении лабораторных работ, перечень работ и инструкции к ним для 7-11 классов. Если работа выполняется с реальными приборами и инструментами, то ученики заполняют отчет, шаблон которого есть в разделе. Затем он копируется и сохраняется в именной папке ученика. При проведении расчетов ученики используют встроенный калькулятор, приложения для построения схем и графиков. Так формируется информационная культура.

В кабинете есть программа для проведения виртуальных лабораторных работ фирмы «Доцент» и электронное учебное пособие «Лабораторные работы по физике» (ООО «Дрофа», 2006).

Возможность провести виртуальный эксперимент, управлять им расширяет сферу чувственного восприятия, создает «эффект присутствия», ощущение соучастия, облегчая абстрагирование. Реализуется процесс рождения и становления мысли.

В папку «Знаю и умею» помещаются выполненные учащимися проекты, другие виды информационных продуктов, как образцовые, обучающие творческие работы. Часто – это результат доработки первоначально выполненного на уроке информационного продукта, доработка после презентации или появившихся новых возможностей. Все это делается в интересах развития ученика, в его успешном познавательном  продвижении. Выведенные на печать материалы этого раздела составляют накопительную папку достижений ученика – портфолио. Здесь же расположены материалы по сопровождению проектной деятельности учеников на уроках по проектированию: электронный «Самоучитель по проектированию» и требования к оформлению, образцы проектов учащихся и листы экспертной оценки и самооценки проекта. Все материалы подготовлены учителем, учениками по заданию учителя или по их собственной инициативе.

Отдельно есть папка «Библиотека». Здесь размещены тексты к проектам, которые выполняются на уроках,  интересные сведения, новости естественных наук, любопытные факты.

 Когда  коллеги впервые увидели наполнение этого раздела, они сказали: «Да ведь все подготовлено заранее, ученики работают с готовым материалом. Им остается только перенести из одной программы в другую»! На  самом деле это не так. Да, тексты  и рисунки заготовлены, чтобы поиск информации учеником был ускорен. Но текст содержит информацию по изучаемой теме или темам, а не по теме конкретного проекта. Текст к  теме «своего» проекта нужно выбирать из общего, выбирать не весь, а смыслы и факты. И дело это не простое, также как отобрать из множества рисунков,  эффективные именно для данного проекта. Вся информация формирует спрос на научное знание. Отбор, размещение, иллюстрация, анализ и «проживание» информации, осуществляемые учеником самостоятельно,  обеспечивают ему понимание сути процесса, явления, природы.  Сегодня в папке более 30 проектов школьников, в том числе проекты-победители конкурсов школьного, муниципального, регионального уровней.  Использую проекты  для разных целей: при изучении соответствующего раздела программы, при проведении внеклассных мероприятий при работе с родителями (Приложение 3).

Создавая информационную образовательную среду, я ожидала, что мои ученики будут иметь возможности:

  • знать и уметь, так как увеличится  доля самостоятельной  работы    непосредственно на уроках, что позволит нормализовать  загруженность  домашними  заданиями;
  • быть  избирательными в выборе содержания, форм,  способов   и  средств  учения;
  • делать, создавать информационные продукты и представлять результаты своей учебной деятельности в среде;
  • жить вместе, проявляясь в сотворчестве, в совместном развитии среды, обновлении ее ресурсов, «действовать в качестве полномочного представителя рода человеческого, его исторически сложившейся культуры» [2].

Трехлетняя практика использования информационной среды подтвердила мои ожидания. Это проявляется в стремлении учеников аргументировать свои сообщения на уроках. Значительно расширился объем предметного языка. Самостоятельную деятельность ученики научились делать целенаправленной, планировать последовательность ее выполнения, критически оценивать результаты самостоятельной деятельности. В среднем среда используется на 30 - 40% уроков в неделю. Ежегодный экспресс  опрос показывает - большинство учеников сознают, что работа со средой помогает быть самостоятельным, что есть возможность проявить свои лучшие возможности, творчество. Динамические  модели объектов и процессов, явлений природы – помогают понять природу. С удовольствием  по заданию учителя они собирают материал из ресурсов Интернет прямо на уроке или дома. Отношения с сетью также стало другим: не простое копирование чужих рефератов, а осознанная переработка информации, оценка ее ценности и значимости. Информационная культура проявляется в соблюдении авторских прав при работе с найденными ресурсами. Явно изменилась система отношений учитель - ученик. Доверительное и уважительное отношение к ученикам, обращение к ним за помощью содействовало формированию комфортных условий для работы и учеников, и учителя.  Это сказалось на результатах обучения – качество обучения повысилось у многих учеников. Отрадно то, что многие «закоренелые» троечники стали проявлять интерес к познанию, стали придирчиво относиться к оценке своих  знаний, настаивать  на дополнительном времени работы со средой во внеурочное время. По инициативе семиклассников весной 2011 года была организована акция «В день музея о музее». В этот день ученики 3 классов побывали в музее бабочек сада Уизли (Великобритания). Ученики десятых классов знакомились с рабочим кабинетом президента в Кремле. В  музее Ватикана одиннадцатиклассники анализировали картину Рафаэля “Афинская школа”, а сами семиклассники «путешествовали» по залам музея воды в Санкт-Петербурге.  

Среда открыта и доступна, что позволяют дополнять содержание, вносить в него коррективы. Она  как человечество эволюционизирует, изменяя образовательные ситуации. Эту возможность среде обеспечивает сотворчество и сотрудничество единомышленников - учителей и учеников -  в совместно раздельной деятельности развивающие человеческие ресурсы.

Презентация   среды состоялась на конференции ассоциированных школ ЮНЕСКО в апреле 2009г.  Участники круглого стола отметили, что информационно-образовательная среда:

«Реализует дидактический, образовательный и развивающий аспекты обучения». Г. П. Русняк - директор МОУ СОШ №2 п. Монино

«Среда современна и своевременна» Е. А. Невинчанная – директор МОУ СОШ №13

 «Способствует связи ученика с законами окружающего мира. Жизнеспособный проект, формирует интерес к предмету» Е. Б. Чеботарева – координатор ПАШ ЮНЕСКО г. Реутов

 «Среда реализует свободу творчества, развивает визуальное мышление». В. А. Джанибеков – летчик-космонавт.

Осенью 2010 года работа в среде была представлена на районном методическом объединении учителей физики. Их заинтересовали материалы сопровождения и обеспечения уроков – информационные карты тем и  рабочие карты уроков, вопросы совместимости реального и виртуального  эксперимента, on-line экскурсии в музей. Презентации среды педагогическому сообществу разных уровней и интерес  к возможностям  среды, появление единомышленников и последователей – показатели успешности проекта по созданию и внедрению информационно образовательной среды «Виртуальная физика».

Презентация

Список литературы:

1.А.В.Смирнов. Современный кабинет физики.М.,ООО «5 за знания», 2006

2.Э.Ильенков. «О воображении». М., «Народное образование», №3, 1968

13.11.2011

23 апреля 14:00–15:30 | Вебинар ТерраТех, Роскосмос, ГАОУ Школа № 1306