Відділ освіти Софіївської районної державної адміністрації
 Новоюлівська загальноосвітня школа I-III ступенів
Районний семінар для заступників директора школи
Електронне освітнє середовище школи
4 квітня 2012 року
 Засоби навчального дослідження при вивченні шкільної фізики

Задорожній М.І.,
вчитель-методист, вчитель фізики, математики та інформатики 

10.03.2012 Засоби навчального дослідження при вивченні шкільної фізики.  Всі учні мають здібності до навчання, питання в тому, як виявити ці здібності і як часто учні їх використовують. Прогнозувати наявність здібностей учнів до вивчення навчальних предметів можна за допомогою індивідуального оцінювання навчальних досягнень учнів. Для об’єктивного виявлення та розвитку здібностей учнів потрібна система активної творчої діяльності при вивченні навчальних предметів. Шкільний фізичний експеримент та інформаційні технології дають широкі можливості для творчої діяльності учнів практичного характеру, що може бути цікавим і доступним для більшості учнів.

Анотація
Постановка проблеми
Структура уроку
Індивідуальне оцінювання навчальних досягнень учнів
Шкільний фізичний експеримент та інформаційні технології
Література

 

 ЗАСОБИ НАВЧАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ
ПРИ ВИВЧЕННІ ШКІЛЬНОЇ ФІЗИКИ

Задорожній Микола Іванович,
вчитель-методист, Новоюлівська ЗОШ I-III ступенів
Софіївський район Дніпропетровська область

Анотація українською мовою
ЗАСОБИ НАВЧАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ ПРИ ВИВЧЕННІ ШКІЛЬНОЇ ФІЗИКИ 
М.І. Задорожній
Всі учні мають здібності до навчання, питання в тому, як виявити ці здібності і як часто учні їх використовують. Прогнозувати наявність здібностей учнів до вивчення навчальних предметів можна за допомогою індивідуального оцінювання навчальних досягнень учнів. Для об’єктивного виявлення та розвитку здібностей учнів потрібна система активної творчої діяльності при вивченні навчальних предметів. Шкільний фізичний експеримент та інформаційні технології дають широкі можливості для творчої діяльності учнів практичного характеру, що може бути цікавим і доступним для більшості учнів.

Аннотация на русском языке
СРЕДСТВА УЧЕБНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ШКОЛЬНОЙ ФИЗИКИ
Н.И. Задорожний
Все ученики имеют способности к учебе, вопрос в том, как обнаружить эти способности и как часто ученики их используют. Прогнозировать наличие способностей учеников к изучению учебных предметов можно с помощью индивидуального оценивания учебных достижений учеников. Для объективного выявления и развития способностей учеников нужна система активной творческой деятельности при изучении учебных предметов. Школьный физический эксперимент и информационные технологии дают широкие возможности для творческой деятельности учеников практического характера, что может быть интересным и доступным для большинства учеников.

 Resume in English
MEANS OF EDUCATIONAL RESEARCH IN THE STUDY OF SCHOOL PHYSICS
Mikola Zadorozhniy
All of students have capacities for studies, question in that, how to find out these capabilities and as often students utillize them. Forecasting the presence of students’ capabilities to the study of educational objects is possible by the individual evaluation of educational students’ achievements. For an objective exposure and development of students’ capabilities the system of active creative activity is needed at the study of educational objects. A school physical experiment and information technologies is given by wide possibilities for creative students’ activity of practical character which can be interesting and accessible for the most students.

Постановка проблеми.   В останні 10 років в Україні швидкими темпами формується інформаційне суспільство. Якщо порівняти, якими були і є зараз транспорт, зв'язок, телебачення, комп'ютерна та цифрова техніка, Інтернет, навчальна книга - цей розвиток є очевидним. Інформаційне суспільство характеризується тим, що більшість громадян використовують цифрову побутову техніку, інформаційні технології на роботі та навчанні, постійно навчаються, мають індивідуальний характер роботи.
  Фізика, як основа природничих наук та сучасних технологій, повинна займати в системі освіти важливе місце. Взагалі, «найвищим за значенням рушієм суспільно-цивілізаційного розвитку був розвиток технологій та наук» – так вважає К.В. Корсак в статті «Фізика та еволюція наукового лідерства» [4, с. 22].
  Учні дуже швидко сприймають ідеї інформаційного суспільства, тому зараз працювати з учнями так, як ми це робили 10-20 років тому, вже не виходить. Традиційна структура уроків ВИВЧЕННЯ – ЗАСВОЄННЯ – ФОРМУВАННЯ – СИСТЕМАТИЗАЦІЯ – КОНТРОЛЬ стає все менш ефективною, а діюча система оцінювання взагалі не витримує ніякої критики.
  Часто буває так, що учням не цікаво те, що робить вчитель на уроці, вони не працюють  чи навіть не чують вчителя, при цьому колективна чи групова система оцінювання, велика кількість друкованих шпаргалок, відсутність чітких і єдиних критеріїв та вимог до оцінювання навчальних досягнень учнів з різних предметів дозволяє їм одержувати достатньо високі бали не маючи відповідних знань чи досвіду навчальної діяльності.

Аналіз останніх досліджень. Сьогодні йде активний пошук методик креативного навчання, які б відповідали сучасним реаліям навчального процесу.
А.І. Сологуб створив технологію креативного навчання старшокласників: «Креативна дидактична система як засіб досягнення мети є органічною сукупністю змісту, методів, форм, прийомів та засобів, які ставлять учня в умови суб’єкта творчої діяльності і забезпечують формування його творчої особистості» [5, с. 27]. Він розробив власну типологію уроків-досліджень [5, с. 54-58] і використовував її при викладанні хімії в Саксаганському ліцеї м. Кривого Рогу.
Цю систему уроків використовував при викладанні фізики в цьому ж ліцеї О.М. Задорожній [3, с. 2-7].
Виділення невирішених раніше частин загальної проблеми. Методика креативного навчання, розроблена А.І. Сологубом використовувалась в ліцеї, для старшокласників, з окремих предметів, тобто у специфічних умовах. Важливим є питання, як будуть сприйматися елементи креативного навчання в сільській загальноосвітній школі, при викладанні різних предметів, учнями 7-11 класів.

Формулювання цілей статті. Мета статті – дослідити можливість застосування елементів креативного навчання в умовах сільської загальноосвітньої школи при викладанні фізики та інших предметів.

Виклад основного матеріалу.

 Структура уроку 

Очевидним є необхідність реформування шкільної освіти та вимог до сучасного навчального процесу. Треба змінювати роль вчителя та учня в навчальному процесі. Креативне навчання характеризується високим рівнем самостійної та творчої навчальної діяльності учнів під керівництвом вчителя. Вчитель перестає бути головним носієм навчальної інформації, наглядачем та контролером для учнів. Головним для вчителя стає планування, підготовка та управління навчальною діяльністю учнів. Для реалізації цих завдань можна запропонувати таку структуру уроку:
1. Вчитель пояснює і ставить завдання учням на урок;
2. Учень самостійно виконує завдання;
3. Вчитель надає допомогу та консультації учням;
4. В класі колективно і публічно обговорюються результати роботи;
5. Вчитель здійснює індивідуальне оцінювання навчальних досягнень учнів.
Приклад такого уроку з фізики 11 класу з теми Явище фотоефекту опубліковано у видавництві «Основа» [2, с. 158-162]. Така структура уроків використовується при викладанні фізики, математики та інформатики в 7-11 класах сільської загальноосвітньої школи.
Креативне навчання передбачає активну творчу діяльність вчителя та учнів, для цього потрібна велика кількість завдань, об'єктів, з якими могли б працювати учні. Перш за все змінюється роль навчальних предметних програм. Чи можуть всі учні вивчити і запам’ятати все, що написано в цих програмах та підручниках? Звичайно, це неможливо та й не потрібно. Зміст програм та підручників стає сукупністю питань та об’єктів для навчальної діяльності учнів.
Роль вчителя в сучасному навчальному процесі – аналіз, систематизація програмового матеріалу, виділення головного та вибір ефективних способів навчальної діяльності учнів.

Індивідуальне оцінювання навчальних досягнень учнів 

Сьогодні в українській освіті існує безліч новаторських прийомів, методик, технологій навчання, які не можуть бути ефективними без точного та об’єктивного оцінювання реальних навчальних досягнень кожного окремого учня. Автором розроблена методика індивідуального оцінювання навчальних досягнень учнів, яка використовує власну комп’ютерну програму для створення індивідуальних завдань для учнів.
1. Список завдань та відповідей в електронному вигляді складається в редакторі Word. Завдання та відповіді можуть містити малюнки.
2. Комп’ютерна програма складає варіанти завдань із обраного списку завдань та відповідей, причому в кожному комплекті завдань можна обрати довільну кількість варіантів та завдань.
3. Кожен комплект завдань друкується в одному екземплярі з редактора Word.
4. Комплект завдань може використовуватись багато років, тому собівартість такої методики оцінювання буде дуже низькою.
5. Завдання друкуються на папері повністю готовими до використання в будь-якому навчальному кабінеті з будь-якого предмета, не потребують спеціальних умов для проведення оцінювання.
6. Кожен учень одержує окремий варіант завдань, які виконуються в учнівських зошитах. Списування та допомога один одному мінімальні.
7. Завдання не містять варіантів відповідей. Вгадування правильних відповідей не можливе.
8. Завдання перевіряє вчитель, тому відповіді учнів не стандартизовані, можуть носити творчий характер.
9. Відповіді та розв’язки по варіантах друкуються до завдань, завдяки чому вчитель витрачає на перевірку завдань мінімальний час.
10. Кожен вчитель одержує окремий комплект завдань, тому відповіді до варіантів в одній школі не підходять до завдань в іншій школі.
Ця методика потребує мінімальних затрат для використання, може бути застосована з будь-якого предмету і будь-якому навчальному закладі. Вона дає можливість виявити учнів, що мають реальні знання та здібності.

Шкільний фізичний експеримент та інформаційні технології 

Шкільний фізичний експеримент та інформаційні технології дають широкі можливості для творчої діяльності учнів практичного характеру, що може бути цікавим та доступним більшості учнів. Виготовлення саморобних приладів, цифрових фото та відео, власних електронних посібників, анімацій, електронних та програмних засобів створює реальні можливості для творчої діяльності вчителя та учнів. Ці матеріали розміщені на особистому сайті [1].
Далеко не всі учні мають можливість і бажання приймати участь в предметних олімпіадах, конкурсах чи виконувати творчі роботи. Інформаційні та цифрові технології дають можливість виконувати лабораторні роботи з фізики індивідуально кожним учнем, на сучасному рівні і цим самим брати участь у навчальних дослідженнях. Слід підкреслити, що мова йде не про моделювання фізичних явищ, а про фізичний експеримент, де комп’ютер та програми використовуються як засоби дослідження реальних фізичних явищ. Частина таких засобів описана нижче.
Моделювання фізичних явищ за допомогою gif-анімації. За допомогою gif-анімацій можна моделювати фізичні явища та використовувати їх для демонстрацій, розв'язування задач, вимірювання проміжків часу. Малюнки для анімації можна створювати в графічному редакторі Paint.
Симуляції фізичних дослідів від PhET. Симуляції фізичних дослідів від університету Колорадо призначені для моделювання різних фізичних явищ. Завантажити їх можна із сайту http://phet.colorado.edu/web-pages/.
Такі комп’ютерні моделі фізичних явищ та пристроїв можна ефективно використовувати для фізичних демонстрацій. Такі демонстрації порівнюючи з реальними фізичними демонстраціями економлять час і дають можливість показати та виділити найважливіші властивості фізичних явищ та пристроїв, що демонструються.
Використання цифрового фотоапарата під час виконання лабораторних робіт з фізики. Під час проведення лабораторних робіт буває складно визначити, чи правильно учні складають схеми дослідів, чи правильно вимірюють величини, чи вимірюють взагалі. Цифровий фотоапарат дає можливість зафіксувати схему виконання лабораторної роботи та покази вимірювальних приладів під час стандартного виконання учнями лабораторної роботи. Фотографування можуть виконувати і самі учні для електронного звіту про лабораторну роботу.
Сучасний цифровий фотоапарат має функцію відеозйомки. Відеозйомка використовується для точного визначення показів приладів, що змінюються з часом під час досліду, та відеоаналізу механічних рухів. Для цього використовуються програми Експериментатор та Tracker.
Використання комп’ютерної програми Gran1W для побудови графіків. Побудова графіків при виконанні лабораторних та практичних робіт є важливим елементом досліджень фізичних явищ. Для побудови графіків функцій є різні програми. Особливістю Gran1W є побудова графіка за табличними даними та обчислення інтегралів у графічному вигляді.
Комп’ютерна програма Експериментатор. Програма «Експериментатор» розроблена фірмою ITM з м. Харкова. Завантажити програму можна з сайту фірми http://www.itm.com.ua. Ця програма дає можливість переглядати відео по кадрам, час від початку спостереження визначається автоматично за частотою кадрів. Положення тіла визначається за допомогою лінійки, яку треба бачити в кадрі. Значення координат заноситься в таблицю і може експортуватися в Excel.
Комп’ютерна програма Осцилограф. Програма «Осцилограф» розроблена фірмою ITM з м. Харкова. Завантажити програму можна з сайту фірми http://www.itm.com.ua. Вона складається з віртуального двоканального осцилографа та генератора. Звук відтворюється в гучномовцях комп'ютера, звук можна записати у звуковий чи відеофайл. Через мікрофонний або лінійний вхід звукової карти комп’ютера можна підключити зовнішнє джерело звуку для дослідження.
Комп’ютерна програма Tracker для відеоаналізу механічних рухів.
Програма Tracker призначена для відеоаналізу механічних рухів. Тут можна встановити крок перегляду відео в кадрах, масштаб та осі координат, відмічати маркером положення тіла. Програма автоматично створює таблицю значень координат та будує графіки залежностей різних величин від часу.

Висновки. Методика індивідуального оцінювання навчальних досягнень учнів дає можливість виявити реальні знання та здібності учнів. Шкільний фізичний експеримент та інформаційні технології дають широкі можливості для активної творчої діяльності вчителя та учнів. Інформаційні та цифрові технології служать засобами навчальних досліджень реальних фізичних явищ.

ЛІТЕРАТУРА 

1. Задорожній М.І. // [З мережі] Інформаційні технології в шкільному фізичному експерименті. - 30 серпень 2009 p. - 31 03 2011 p. - http://itfis.net.ua.
2. Задорожній М.І. Явище фотоефекту // Бібліотека журналу "Фізика в школах України" Використання інформаційних технологій на уроках фізики. - Харків : Основа, 2007 p. - № 3(29) с. 158-162.
3. Задорожній О.М. Система уроків в умовах креативного підходу до навчання  // ж. Фізика та астрономія в школі. - Київ : Педагогічна преса, 2004 p. - № 5 с.2-7.
4. Корсак К.В. Фізика та еволюція наукового лідерства // ж. Фізика та астрономія в школі. - Київ : Педагогічна преса, 2003 p. - № 1 с. 20-25.
5. Сологуб А.І. Креативна освіта: Технологія креативного навчання старшокласників: посібник. - Кривий Ріг : Видавничий дім, 2010.- 94 с.

Розробка та управління сайтом Задорожній М.І. 2012