ПРИМЕНЕНИЕ ВИРТУАЛЬНЫХ СИМУЛЯТОРОВ И ИНТЕРАКТИВНЫХ ЗАДАНИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ В СТАРШЕЙ ШКОЛЕ
|
Введение 3
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ЦИФРОВЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ДИДАКТИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ УРОКОВ ФИЗИКИ В СТАРШЕЙ ШКОЛЕ 7
1.1. Виды и особенности современных цифровых средств для дидактической
поддержки уроков 7
1.2. Возможные педагогические эффекты и преимущества использования
современных цифровых средств в образовательном процессе 15
ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ СИМУЛЯТОРОВ И ИНТЕРАКТИВНЫХ ЗАДАНИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ В СТАРШЕЙ ШКОЛЕ 30
2.1. Виртуальные симуляторы и средств реализации интерактивных задания
для дидактической поддержки обучения физике в старших классах 30
2.2. Методические рекомендации по использованию цифровых средств при
обучении физике в школе 55
Заключение 61
Список использованной литературы 63
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ЦИФРОВЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ДИДАКТИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ УРОКОВ ФИЗИКИ В СТАРШЕЙ ШКОЛЕ 7
1.1. Виды и особенности современных цифровых средств для дидактической
поддержки уроков 7
1.2. Возможные педагогические эффекты и преимущества использования
современных цифровых средств в образовательном процессе 15
ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ СИМУЛЯТОРОВ И ИНТЕРАКТИВНЫХ ЗАДАНИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ В СТАРШЕЙ ШКОЛЕ 30
2.1. Виртуальные симуляторы и средств реализации интерактивных задания
для дидактической поддержки обучения физике в старших классах 30
2.2. Методические рекомендации по использованию цифровых средств при
обучении физике в школе 55
Заключение 61
Список использованной литературы 63
Использование компьютера в качестве эффективного средства обучения существенно расширяет возможности педагогических технологий, повышает мотивацию обучающихся к освоению школьного курса физики. Преподавание физики, в силу особенностей самого предмета, представляет собой благоприятную почву для применения современных информационных технологий.
Применение современных цифровых средств обучения в образовательном процессе позволяет организовать интерактивный диалог с обучающимися, активизировать их мыслительную и познавательную деятельность. Вопросам использования интерактивных средств при обучении посвящены исследования Е.А. Бондаренко, A.A. Журина, Г.М. Коджаспировой, И.В. Роберт. Отмечается, что применение этих средств позволяет персонифицировать образовательный процесс, применять разнообразные способы предъявления осваиваемого материала, повысить познавательный интерес.
Следует отметить, что значительный вклад в развитие теоретических основ использования интерактивных средств в учебном процессе по физике внесли работы таких авторов как Ю.А. Воронин, Р.В. Майер, Е.В. Оспенникова, A.B. Смирнов, Н.К. Ханнанов. В этих исследованиях раскрывались возможности цифровых средств при организации интерактивного управления учебно-познавательной деятельностью обучающихся. Рассматривались также вопросы использования компьютерных средств для моделирования физических явлений и процессов, проведения экспериментальных работ, исследований на основе применения виртуальных моделей.
Применение компьютерных интерактивных средств в комплексе с учебным физическим экспериментом позволяет на более высоком уровне реализовать учебно-познавательную деятельность обучающихся. Кроме того, их комплексное использование позволяет расширить представления обучающихся о современных методах научного исследования, чему посвящены работы Е.Ю. Левченко, O.E. Данилова, H.A. Оспенниковой.
На современном этапе развития науки и техники школы стали оснащаться такими техническими средствами обучения, как интерактивная доска, документальная камера, цифровые лаборатории и др. Совместное использование этих цифровых средств в комплексе с демонстрационным и лабораторным оборудованием школьного кабинета физики предоставляет новые дидактические возможности, которые в настоящее время раскрыты недостаточно.
Ввиду обстоятельств, продиктованных современными условиями, необходимо увеличивать наглядность, доступность и в то же время эффективный объем предоставляемой ученикам в рамках обучения информации, что представляется практически невыполнимой задачей без привлечения современных технологий, особенно в преподавании точных наук. С помощью виртуальных симуляторов и интерактивных заданий вполне возможно решить эти и многие другие проблемы.
Применение в процессе обучения современных цифровых средств позволяет обеспечить наибольшую наглядность материала, возможность получения доступа к любому разделу изучаемого курса, возможность проверки усвоенных знаний посредством тестирования, оптимизировать проведение занятий, практических и лабораторных занятий по дисциплине, особенно объяснение нового материала, использовать вместо оригинала компьютерные, интерактивные имитационные модели объекта учебного процесса и проводить наблюдение процесса извне, осуществлять повторно передачи учебного материала, повысить развивающий потенциал занятий.
Решения на базе применения виртуальных симуляторов и интерактивных заданий помогают использовать выделенное для проведения обучения время максимально эффективно и увеличить эффективность образования в целом.
Проблема исследования заключается в поиске и обосновании возможностей применения виртуальных симуляторов и интерактивных заданий при обучении абстрактным разделам физики в старшей школе с учетом актуальных задач цифровизации среднего общего образования.
Цель исследования - разработать комплект цифровых средств дидактической поддержки процесса обучения физике в старшей школе (в рамках раздела «Молекулярная физика и термодинамика»), демонстрирующий применение возможностей виртуальных симуляторов и интерактивных заданий для достижения образовательных результатов учебной программы.
Объект исследования: процесс обучения физике в старшей школе по темам раздела «Молекулярная физика и термодинамика».
Предмет исследования: виртуальные симуляторы и интерактивные задания как средства дидактической поддержки.
Основными задачами исследования являются следующие:
1. Проанализировать теоретические основы использования
современных цифровых средств для дидактической поддержки уроков физики в старшей школе.
2. Описать возможные педагогические эффекты и преимущества использования современных цифровых средств в образовательном процессе.
3. Провести отбор и анализ современных виртуальных симуляторов и средств реализации интерактивных задания для дидактической поддержки обучения физике в старших классах.
4. Разработать комплект для дидактической поддержки уроков физики в старшей школе, включающий виртуальные симуляторы, интерактивные задания и авторские материалы.
5. Описать методические рекомендации по использованию разработанного комплекта.
Область применения полученных результатов. В работе описаны примеры и рекомендации по применению виртуальных симуляторов и интерактивных заданий при обучении физике в старшей школе по темам раздела «Молекулярная физика и термодинамика». Что может быть использовано в качестве руководства для создания аналогичных средств. А разработанный комплект может быть использован учителями физики для проведения уроков в старших классах во время изучения тем «Молекулярно-кинетическая теория», «Газовые законы», «Состояния вещества», «Средняя кинетическая энергия молекул. Абсолютная температура», «Первый закон термодинамики», «Внутренняя энергия».
Применение современных цифровых средств обучения в образовательном процессе позволяет организовать интерактивный диалог с обучающимися, активизировать их мыслительную и познавательную деятельность. Вопросам использования интерактивных средств при обучении посвящены исследования Е.А. Бондаренко, A.A. Журина, Г.М. Коджаспировой, И.В. Роберт. Отмечается, что применение этих средств позволяет персонифицировать образовательный процесс, применять разнообразные способы предъявления осваиваемого материала, повысить познавательный интерес.
Следует отметить, что значительный вклад в развитие теоретических основ использования интерактивных средств в учебном процессе по физике внесли работы таких авторов как Ю.А. Воронин, Р.В. Майер, Е.В. Оспенникова, A.B. Смирнов, Н.К. Ханнанов. В этих исследованиях раскрывались возможности цифровых средств при организации интерактивного управления учебно-познавательной деятельностью обучающихся. Рассматривались также вопросы использования компьютерных средств для моделирования физических явлений и процессов, проведения экспериментальных работ, исследований на основе применения виртуальных моделей.
Применение компьютерных интерактивных средств в комплексе с учебным физическим экспериментом позволяет на более высоком уровне реализовать учебно-познавательную деятельность обучающихся. Кроме того, их комплексное использование позволяет расширить представления обучающихся о современных методах научного исследования, чему посвящены работы Е.Ю. Левченко, O.E. Данилова, H.A. Оспенниковой.
На современном этапе развития науки и техники школы стали оснащаться такими техническими средствами обучения, как интерактивная доска, документальная камера, цифровые лаборатории и др. Совместное использование этих цифровых средств в комплексе с демонстрационным и лабораторным оборудованием школьного кабинета физики предоставляет новые дидактические возможности, которые в настоящее время раскрыты недостаточно.
Ввиду обстоятельств, продиктованных современными условиями, необходимо увеличивать наглядность, доступность и в то же время эффективный объем предоставляемой ученикам в рамках обучения информации, что представляется практически невыполнимой задачей без привлечения современных технологий, особенно в преподавании точных наук. С помощью виртуальных симуляторов и интерактивных заданий вполне возможно решить эти и многие другие проблемы.
Применение в процессе обучения современных цифровых средств позволяет обеспечить наибольшую наглядность материала, возможность получения доступа к любому разделу изучаемого курса, возможность проверки усвоенных знаний посредством тестирования, оптимизировать проведение занятий, практических и лабораторных занятий по дисциплине, особенно объяснение нового материала, использовать вместо оригинала компьютерные, интерактивные имитационные модели объекта учебного процесса и проводить наблюдение процесса извне, осуществлять повторно передачи учебного материала, повысить развивающий потенциал занятий.
Решения на базе применения виртуальных симуляторов и интерактивных заданий помогают использовать выделенное для проведения обучения время максимально эффективно и увеличить эффективность образования в целом.
Проблема исследования заключается в поиске и обосновании возможностей применения виртуальных симуляторов и интерактивных заданий при обучении абстрактным разделам физики в старшей школе с учетом актуальных задач цифровизации среднего общего образования.
Цель исследования - разработать комплект цифровых средств дидактической поддержки процесса обучения физике в старшей школе (в рамках раздела «Молекулярная физика и термодинамика»), демонстрирующий применение возможностей виртуальных симуляторов и интерактивных заданий для достижения образовательных результатов учебной программы.
Объект исследования: процесс обучения физике в старшей школе по темам раздела «Молекулярная физика и термодинамика».
Предмет исследования: виртуальные симуляторы и интерактивные задания как средства дидактической поддержки.
Основными задачами исследования являются следующие:
1. Проанализировать теоретические основы использования
современных цифровых средств для дидактической поддержки уроков физики в старшей школе.
2. Описать возможные педагогические эффекты и преимущества использования современных цифровых средств в образовательном процессе.
3. Провести отбор и анализ современных виртуальных симуляторов и средств реализации интерактивных задания для дидактической поддержки обучения физике в старших классах.
4. Разработать комплект для дидактической поддержки уроков физики в старшей школе, включающий виртуальные симуляторы, интерактивные задания и авторские материалы.
5. Описать методические рекомендации по использованию разработанного комплекта.
Область применения полученных результатов. В работе описаны примеры и рекомендации по применению виртуальных симуляторов и интерактивных заданий при обучении физике в старшей школе по темам раздела «Молекулярная физика и термодинамика». Что может быть использовано в качестве руководства для создания аналогичных средств. А разработанный комплект может быть использован учителями физики для проведения уроков в старших классах во время изучения тем «Молекулярно-кинетическая теория», «Газовые законы», «Состояния вещества», «Средняя кинетическая энергия молекул. Абсолютная температура», «Первый закон термодинамики», «Внутренняя энергия».
В качестве заключения сформулируем основные результаты выпускной квалификационной работы.
Во-первых, в ходе проведенного исследования были определены теоретические основы использования современных цифровых средств для дидактической поддержки уроков физики в старшей школе. Анализ и обобщение опыта ученых позволил сделать вывод о том, что комплексное использование современных цифровых средств обучения способствует одновременному выполнению нескольких дидактические функций: интерактивной, информационной и управленческой.
Во-вторых, установлено, что наиболее важным преимуществом использования современных цифровых средств в образовательном процессе является то, что это позволяет индивидуализировать образовательный процесс с точки зрения темпа, объема и уровня усвоения учебного материала; наглядно и динамически представить наиболее абстрактные понятия школьной физики; продемонстрировать в интерактивном режиме изучаемые объекты, процессы и явления; обеспечить самостоятельный контроль образовательных результатов обучающимися.
В-третьих, поиск и анализ современных виртуальных симуляторов и средств реализации интерактивных задания для дидактической поддержки обучения физике в старших классах показал, что сегодня существует огромное количество таких средств, доступных для учителя физики. Однако, с другой стороны, все они имеют отличительные особенности с точки зрения используемых технологий реализации и дидактических функций.
В-четвертых, в рамках выпускной квалификационной работы удалось создать комплект для дидактической поддержки уроков физики в старшей школе, включающий виртуальные симуляторы, одобренные экспертами интерактивные задания и авторские материалы. Данный комплект может быть использован учителями физики для проведения уроков в старших классах во время изучения тем «Молекулярно-кинетическая теория», «Газовые законы», «Состояния вещества», «Средняя кинетическая энергия молекул. Абсолютная температура», «Первый закон термодинамики», «Внутренняя энергия».
Наконец, были разработаны и представлены методические рекомендации по использованию разработанного комплекта, которые отражают программно-технические и информационно-методические аспекты организации образовательного процесса виртуальные симуляторы, интерактивные задания и средства самоконтроля.
Таким образом, на основании выше изложенного можно утверждать, что цель выпускной квалификационной работы достигнута.
Во-первых, в ходе проведенного исследования были определены теоретические основы использования современных цифровых средств для дидактической поддержки уроков физики в старшей школе. Анализ и обобщение опыта ученых позволил сделать вывод о том, что комплексное использование современных цифровых средств обучения способствует одновременному выполнению нескольких дидактические функций: интерактивной, информационной и управленческой.
Во-вторых, установлено, что наиболее важным преимуществом использования современных цифровых средств в образовательном процессе является то, что это позволяет индивидуализировать образовательный процесс с точки зрения темпа, объема и уровня усвоения учебного материала; наглядно и динамически представить наиболее абстрактные понятия школьной физики; продемонстрировать в интерактивном режиме изучаемые объекты, процессы и явления; обеспечить самостоятельный контроль образовательных результатов обучающимися.
В-третьих, поиск и анализ современных виртуальных симуляторов и средств реализации интерактивных задания для дидактической поддержки обучения физике в старших классах показал, что сегодня существует огромное количество таких средств, доступных для учителя физики. Однако, с другой стороны, все они имеют отличительные особенности с точки зрения используемых технологий реализации и дидактических функций.
В-четвертых, в рамках выпускной квалификационной работы удалось создать комплект для дидактической поддержки уроков физики в старшей школе, включающий виртуальные симуляторы, одобренные экспертами интерактивные задания и авторские материалы. Данный комплект может быть использован учителями физики для проведения уроков в старших классах во время изучения тем «Молекулярно-кинетическая теория», «Газовые законы», «Состояния вещества», «Средняя кинетическая энергия молекул. Абсолютная температура», «Первый закон термодинамики», «Внутренняя энергия».
Наконец, были разработаны и представлены методические рекомендации по использованию разработанного комплекта, которые отражают программно-технические и информационно-методические аспекты организации образовательного процесса виртуальные симуляторы, интерактивные задания и средства самоконтроля.
Таким образом, на основании выше изложенного можно утверждать, что цель выпускной квалификационной работы достигнута.