Лекция 7. Изобразительная наглядность и ТСО на уроках физики

Литература 4, с.130 - 133, 145 - 153; 16, с, 315 - 330; 12, с. 92 - 102.

1. Одним из основных принципов обучения является принцип наглядности. Соблюдение его во время обучения физики в средней школе облегчает усвоение учениками учебного материала, способствует формированию у школьников научных представлений о физических явлениях и процессах, обеспечивает крепкие и глубокие знания. Но во время урока не всегда можно демонстрировать натуральные объекты и явления. Некоторые явления или вещества вредные для здоровья (испарение ртути, радиоактивные вещества); некоторые объекты имеют слишком большие (космический корабль, шлюзы) или очень малые (кристаллическая решетка, молекула) размеры. Иногда на натуральных объектах не видно составных частей и их взаимодействия (двигатель внутреннего горения, гидравлический домкрат). Некоторые демонстрации не могут быть проведены из-за отсутствия необходимого оборудования.

В таких случаях с целью обеспечения наглядности обучения физике обращаются к изобразительной наглядности. Такие пособия можно разделить на две группы:

· объемные (модели, макеты, коллекции);

· плоскостные (таблицы, плакаты, монтажи, диаграммы, рисунки, записи и зарисовки на доске).

К техническим средствам обучения принадлежат как технические устройства (проекционная аппаратура, магнитофоны) так и средства обучения (диа- и кинофильмы, диапозитивы, кодограммы, видеозаписи). Последние являются носителями учебной информации. Основное задание технических средств - повышение эффективности учебно-воспитательного процесса.

За назначением технические средства разделяются на информационные, контролирующие и обучающие.

К информационным относятся аудиовизуальные (учебное кино и телевидение, статическая проекция). С помощью этих средств ученикам предоставляется учебная информация, реализуется принцип наглядности.

Контролирующие технические средства предназначены для определения уровня и качества усвоения учебного материала.

Обучающие технические средства предназначены для индивидуального процесса обучения. Дидактические возможности учащих машин определяются мерой совершенства заложенных у них учащих программ.

Роль и возможности изобразительной наглядности и ТСО на уроках физики такие:

1. Они повышают наглядность обучения, иллюстрируя объяснение учителя.

2. Сообщают ученикам новые знания. Во многих случаях дают более полную и более точную информацию о явлениях и объектах, чем другие средства.

3. Создают возможность ознакомления учеников со сложными научными опытами, установками.

4. Наиболее удовлетворяют интересы учеников в отрасли науки и развивают их природную любознательность.

5. Использование технических средств программного обучения освобождает учителя от большого объема технической работы, позволяя больше внимания уделить творческой стороне его деятельности.

2. В основе использования изобразительной наглядности и ТСО на уроках физики лежат полностью определенные психические процессы. Учитель использует такие возбудители, которые сильно влияют на органы ощущений ученика, основательно перестраивая все его психические функции. Зрительные и слуховые анализаторы, которые принимают участие в процессе восприятия, обеспечивают получение более крепких и более полных знаний о вопросах, которые изучаются.

Для восприятия изобразительной наглядности и ТСО очень важно, что зрительные анализаторы владеют значительно высшей пропускной возможностью, чем слуховые. Но основную информацию ученики получают с помощью сигналов, которые воспринимаются слуховыми анализаторами. Таким образом, зрительный анализатор как средство получения учебной информации имеет значительные потенциальные резервы.

Для успешного обучения важно, чтобы в процессе восприятия принимало участие как можно больше видов этого процесса. На первом месте за значением и эффективностью при применении изобразительной наглядности и ТСО есть комбинированные зрительно-слуховые виды восприятия, потом идут зрительные и, наконец, слуховые. Поэтому во время использования таких средств обучения организм ученика находится под воздействием мощного потока информации, что создает эмоциональную основу, на базе которой облегчается переход от чувственного образа к логическому мышлению, к абстрагированию.

Использование изобразительной наглядности и ТСО позволяют ввести в урок фактический материал, который отображает окружающий мир природы, науки, жизни. Но этот материал служит моделью, которая дает в известной мере приблизительное представление об оригинале. Такой материал всегда подается с наибольшей простотой и доступностью для восприятия, а знания обеспечивают в дальнейшем переход к высшему уровню познания - понятий и теоретических выводов.

3. Изобразительная наглядность и ТСО может использоваться на разных этапах урока, но чаще всего - во время изучения нового материала.

При использовании объемной наглядности необходимо указывать степень ее приближения к натуральным объектам как за соответствием явлений и процессов, так и масштабами соответствия размеров.

Использование действующих моделей (насоса, электродвигателя, подъемного крана, гидравлического пресса и тому подобное) позволяет продемонстрировать работу того или другого механизма. В действующих моделях используется, как правило, физическое явление, которое " работает" и в натуральном объекте.

При использовании макетов (атомной электростанции, космического корабля, разреза двигателя внутреннего сгорания, паровой машины и др.) выясняется принцип действия соответствующего механизма и взаимодействие его отдельных частей.

Коллекции (виды топлива, синтетические материалы, лампы накаливания, проводники и изоляторы и тому подобное) призванные расширить мировоззрение учеников, ознакомить их с разными видами материалов, приборов и т.д. их целесообразно использовать как раздаточный материал для фронтального эксперимента и наблюдений при повторении.

Важную роль в обучении физике играют и плоскостные наглядные пособия. Среди них важное место занимают таблицы, плакаты и рисунки, диаграммы. Особенностью этого вида наглядности являются широкие изобразительные возможности, связанные с большей свободой в выборе художником изобразительных средств, а также то, что они всегда готовы к использованию в учебном процессе.

На этом виде наглядности размещают: справочный материал, графики зависимости между физическими величинами, схемы фундаментальных опытов, строение приборов и установок, физические явления. Этот вид наглядности целесообразно использовать при изучении нового материала, при закреплении и обобщении, при вступлении в тему, при организации самостоятельной работы учеников.

Наиболее часто таблицы, плакать, рисунки, диаграммы используются для сопровождения рассказа или объяснения учителя. Они вывешиваются на доске или специальных стендах, размещенных в передней части класса. Возможна также организация постоянной экспозиции этого вида наглядности из темы материала, что изучается.

Записи и зарисовки на доске, которые сопровождают объяснение учителем учебного материала, является достаточно эффективным средством сосредоточения внимания учеников на основном в содержании урока. Использование записей и зарисовок на доске во время объяснения нового материала позволяет разделить его на небольшие части, выделить основное, образно и четко подать разные моменты изложения.

На доске целесообразно фиксировать:

· план занятия;

· рисунки, схемы, графики;

· формулы та их выведение;

· числовые данные, полученные в результате классных опытов;

· примеры числовых данных из научных исследований или технических применений;

· решение задач;

· короткие сведения из истории физики и техники;

· новые термины и их короткое объяснение;

· план фронтальной лабораторной работы;

· задания для домашней работы.

Готовясь к уроку, учитель продумывает записи и зарисовки, которые необходимо выполнить на доске, с точки зрения их содержания, формы, расположения. Записи на доске должны выполняться таким образом, чтобы их было хорошо видно всем ученикам класса. Основные формулы целесообразно подчеркивать или брать " в рамочку".

Рисунок выполняется, как правило, от руки (иногда целесообразно пользоваться линейкой и циркулем), с приближенным соблюдением пропорциональности между его отдельными частями. Такой рисунок должен быть понятным для всех учеников, поэтому он бывает схематическим и простым, выполняется легко и быстро, чтобы не задерживать ход урока. Рисунок выполняется по правилам технического чертежа с использованием соответствующих обозначений.

При зарисовках на уроках физики чаще пользуются одновидовой прямоугольной проекцией в сочетании с разрезом или перерезом и пространственным рисунком.

Для иллюстрации динамики опытов пользуются или серией рисунков, которые фиксируют ход опыта, или на одном и том же рисунке показывают пунктиром новое положение стрелок приборов, индикаторов или частей установок.

Рисунки следует сопровождать короткими подписями и объяснениями, поскольку спустя некоторое время ученики не смогут самостоятельно возобновить в памяти все необходимое, и ценность зарисовки будет потеряна.

Рисунок фиксируется в рабочей тетради ученика и является элементом его записи.

4. Статические экранные средства (диапозитивы, диафильмы, кодограммы) является промежуточным звеном между настенной таблицей и кинофильмом. Сохраняя свойственную таблицам статическую, эти средства позволяют раскрыть динамику явления, логику развития физической идеи, взаимодействие узлов установки. Они расширяют возможности образного изложения учебного материалу

Статические экранные средства используются при объяснении учебного материала, его закреплении, повторении, формировании умений учеников, для руководства их самостоятельной работой как в классе, так и дома. Эти средства призваны дополнять и объяснять экспериментально добытые факты, но не подменять эксперимент.

Иногда отдельные кадры диафильма можно использовать для (постановки) вопросов-заданий для учеников; их используют при создании проблемных ситуаций, активизации познавательной деятельности школьников. Наличие на экране вопросов, связанных с соответствующим изображением, помогает ученикам сосредоточиться на основном в учебном материале.

Диафильм дает возможность выбрать оптимальный для данного состава учеников темп объяснения учебного материала и обеспечивает тесную связь демонстрации со словом учителя.

Епи- и графопроекции удобно использовать для проектирования мелких деталей и приборов. Эти средства можно использовать также для изготовления таблиц больших размеров.

Динамические экранные средства (учебные кино- и видеофильмы, телепередачи) широко используются при обучении физике. Методика их использования на уроках физики очень разнообразна.

Перед использованием этих средств на уроке учитель должен ознакомиться с их содержанием. Эти средства не должны замещать демонстрации опытов, самостоятельные работы учеников и непосредственных наблюдений в природе и технике.

Место кинофильма на данном уроке определяется теми заданиями, которые стоят перед ним. Просмотр кинокадров объединяется с рассказом учителя, демонстрацией опытов, самостоятельной работой учеников.

Кинопособия по физике бывают:

1. Целостные - своеобразная кинолекция, в которой раскрывается все содержание темы.

2. Фрагментарные - состоят из нескольких частей, каждая из которых разделена на фрагменты.

3. Кинофрагмент - короткий (4-5 минут) учебный фильм, посвященный определенному небольшому вопросу и рассчитанный на органическое включение его в ход урока.

4. Кинокольцовка - очень короткий фрагмент, в котором снято лишь одно явление ИЛИ ЦИКЛИЧЕСКИЙ процесс, который автоматически повторяется.

Использование кинофильмов на уроке физики целесообразное в таких случаях:

· при вступлении в новую тему;

· при изложении нового материала;

· при организации повторения и систематизации знаний

· при подготовке к экскурсии;

Учебные телевизионные передачи за своими дидактическими функциями мало чем отличаются от кинофильмов, но они более мобильные и более современные от кинофильмов, в них более оперативно используются последние достижения науки и техники. Основной сложностью при использовании в учебном процессе телепередач является согласование во времени передачи из той или другой темы и урока из нее. Этих трудностей можно избежать, если воспользоваться видеомагнитофоном, записав соответствующую телепередачу, что даст возможность демонстрировать ее в необходимое время.

4. В последнее время все более широкое использование на уроках физики приобретает компьютер. Во многих случаях он позволяет значительно облегчить труд учителя, сократить время на однообразную малопроизводительную работу и повысить качество знаний учеников. Но успешное использование компьютера в учебном процессе невозможное без соответствующего программного обеспечения. На сегодня существует большое количество педагогических программных средств (ППС), которые могут быть с успехом использованные в процессе обучения физике.

Среди ППЗ можно выделить такие: информационные, расчетные, контролирующие, демонстрационно-моделирующие, экспериментально-исследовательские и комплексные.

Информационные ПС несут определенную теоретическую информацию общего плана, которая содержит основные положения, понятия, определения, законы, математический аппарат, необходимый для описания характеристики физического явления или объекта, который изучается.

Расчетные ПС - программы, которые позволяют использовать вычислительные возможности компьютера и предназначенные для обеспечения потребностей применения математического аппарата, с помощью которого описываются физические объекты и явления (программы для превращения метрических мер, программа " калькулятор").

Для проведение математической обработки результатов экспериментов, выполнение расчетов, построения графиков могут использоваться, например, соответствующие программы WINDOWS (например, ППС на основе ЕХСЕL можно использовать для обработки результатов лабораторных работ).

Контролирующие ПС предназначенные для тестирования, контроля, проверки знаний. Эти программы могут предусматривать выбор ответа из нескольких запрограммированных, введение числового значения полученного результата или введение аналитического вида полученного решения.

Существуют программы, которые могут быть использованы для иллюстрации тех или других явлений и понятий.

Интерактивные программы-демонстрации позволяют демонстрировать определенные явления и могут использоваться для компьютерной поддержки урока физики. Например, программа " Open Physics" является полным Multimedia курсом общей физики. Курс содержит свыше 100 компьютерных моделей физических явлений и видеозаписей лабораторных экспериментов. В нем содержится также много задач и вопросов. Интерактивный диалог и наглядная визуализация физических опытов позволяет ученику углублено изучать физические явления.

Интерактивные программы позволяют также проводить исследование и конструировать разнообразные ситуации.

При применении ППС на уроках физики есть целесообразным использование электронных проекторов и жидкокристаллических проекционных панелей. Они позволяют проектировать на экран учебные видеофильмы, видеоклипы и использовать ППС в процессе изучения нового материала, организации фронтальной работы в классе.