«Методика

работы

с

виртуальными

и

цифровыми

лабораториями

на

уроках

физики».
Оглавление. 1. Введение. 2. Методика работы с виртуальными лабораторными работами. 3. Фрагменты работы с цифровой лабораторией. 4. Заключение.
1.

Введение
В настоящее время- время внедрения ФГОС в образовательный процесс, большое внимание уделяется повышению эффективности учебного процесса. Сегодня в условиях развития информационного общества одним из ключевых элементов, позволяющих максимально индивидуализировать учебный процесс, является информатизация обучения, основанная на применении информационно- коммуникационных технологий, на организации учебного процесса в специализированной открытой информационно-образовательной среде, в которой посредством ИКТ происходит получение и обмен учебной информацией. Одним из примеров реализации идей проекта «Информатизация системы образования» в естественно-научном цикле образовании является создание и установка в школах цифровых лабораторий, которые позволят перевести школьный практикум естествознания на качественно новый уровень; подготовить учащихся к самостоятельной творческой работе в любой области знаний; осуществить приоритет деятельностного подхода к процессу обучения; развить у учащихся широкий комплекс общих учебных и предметных умений; овладеть способами деятельно сти, формирующими познавательную, и н ф о рма ц и о н н у ю , коммуникативную компетенции. Использование компьютера в качестве эффективного средства обучения существенно расширяет возможности педагогических технологий: физические компьютерные энциклопедии, интерактивные курсы, всевозможные программы, виртуальные опыты и лабораторные работы позволяют повысить мотивацию учащихся к изучению физики. Преподавание физики, в силу особенностей самого предмета, представляет собой благоприятную почву для применения современных информационных технологий. Эффективность использования средств новейших технологий в учебном процессе во многом зависит от успешного решения задач методического характера, связанных с информационным содержанием и способом использования методического характера, связанных с информационным содержанием и способом использования автоматизированных обучающих систем в учебном процессе.  Основой моей инновационной деятельности является «Использование цифровой лаборатории « ПОЛИТЕХ » в школьном физическом практикуме». Она подразумевает широкое использование данной цифровой лаборатории при проведении лабораторных работ по физике во время учебного процесса,
а также во внеурочной деятельности. Цифровая лаборатория «ПОЛИТЕХ» - это новое поколение естественно-научных лабораторий – оборудование для проведения широкого спектра исследований, демонстраций, лабораторных работ. Входящие в состав цифровой лаборатории «ПОЛИТЕХ» цифровые образовательные ресурсы и цифровые лабораторные комплексы, направлены на выполнение следующих задач:  комплексное использование материально-технический средств обучения на основе современных технико-педагогических принципов;  переход от репродуктивных форм учебной деятельности к самостоятельным, поисково-исследовательским видам работы;  перенос акцента на практико-ориентированный компонент учебной деятельности; формирование коммуникативной культуры учащихся;  развитие умений работы с различными видами информации, в том числе с электронными источниками. Использование данной цифровой лаборатории можно разделить на несколько направлений: а) проведение лабораторных работ по физике с использованием информационных технологий; б) применение для показа демонстрационного эксперимента; в) для решения практических задач.
2.

Методика работы с виртуальными лабораторными работами.
Новые технологии могут эффективно использоваться на лабораторных занятиях, а также на занятиях физического практикума. Важное место в формировании практических умений и навыков у учащихся отводится фронтальной лабораторной работе. В ходе эксперимента, проводимого учащимися во время лабораторных работ, они познают закономерности физических явлений, знакомятся с методами их исследования, учатся работать с физическими приборами и установками, т.е. учатся добывать знания на практике. Как показывает опыт, применение только традиционной методики проведения физического эксперимента приводит к низкому уровню умений и практических навыков учащихся по физике, т.к. не все учащиеся умеют: - объяснять суть физических явлений; - понимать закономерности физических процессов; - самостоятельно добывать нужную информацию из различных источников. Выше перечисленные пробелы в знаниях учащихся влияют на формирование информационной компетентности и уровень обученности учащихся по физике. В связи с этим появляется идея: если проводить физический эксперимент и фронтальные лабораторные работы, используя виртуальные модели посредством компьютера, то можно компенсировать недостаток оборудования в физической лаборатории школы и, таким образом, научить учащихся самостоятельно добывать знания в ходе физического эксперимента на виртуальных моделях. Таким образом, появляется реальная возможность формирования необходимой информационной компетентности у учащихся и повышения уровня обученности учащихся по физике. Методика проведения лабораторных работ по физике с использованием информационных технологий позволяет: 1. Понять суть физических процессов и их закономерностей, а также научиться применять полученные знания на практике. 2. Реализовать личностно-ориентированный подход в обучении. 3. Интегрировать знания учащихся. 4. Стимулировать учащихся на освоение персонального компьютера.
5. Поэтапно проводить эксперименты, создавать ситуации успеха на уроке, использовать возможность применять методы дифференцированного обучения. Несмотря на преимущества использования виртуальных лабораторных работ, я рекомендую учителям физики не отказываться и от реальных практических работ, т.к. на начальном этапе обучения физике (7-9 классы) у подростков больший интерес вызывает самостоятельная деятельность с лабораторным оборудованием, а в старших классах (10- 11 классах), когда обучение учащихся основано на теоретическом уровне обобщения, можно использовать компьютерные модели, развивающие логику и мышление учащихся.
7 класс.
Уже на третьем уроке физике я предлагаю учащимся выполнить виртуальную лабораторную работу «Измерение физических величин». В этой лабораторной работе они измеряют размеры тела, температуру и объем. Все измерения оформляют в тетради. 1) ИЗМЕРЕНИЕ РАЗМЕРОВ ТЕЛА 2) ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ 3) ИЗМЕРЕНИЕ ОБЪЕМА а=9,5 см t 0 =28 0 С V= 76 см 3 b=4,2 см с=3,7 см В этой же работе учащиеся определяют и объем тела, т.к. формулу объема тела правильной формы они уже знают. 4) V=a*b*c= 9.5 см*4,2 см*3,7 см=147,63 см 3 .
8 класс.
В восьмом классе я предлагаю выполнить учащимся виртуальную лабораторную работу «Измерение мощности и работы тока в электрической лампе». Эта работа хороша, потому что, в ней имеется секундомер, а также имеется возможность по фотографии на экране ноутбука зарисовать схему электрической цепи. Все измерения оформляют в тетради. Дано: Решение: I= 3,5 A P= I*U=3,5 А * 12 В = 42 Вт U= 12 B A=P*t= 42 Вт * 18,5 с = 777 Дж t = 18,5 с P=? A=? Ответ: Р= 42 Вт, А= 777 Дж.
11 класс.
В 11- ом классе я предлагаю учащимся выполнить виртуальную лабораторную работу «Определение ускорения свободного падения методом математического маятника». В 9-ом классе они уже выполняли эту работу. Но не на ноутбуках. Преимущество этой работы в 11-ом классе – во-первых: каждый выполняет самостоятельно, во-вторых: результаты измерений и вычислений ускорения свободного падения намного ближе к истинным. Все измерения оформляют в тетради в виде обычной задачи. Дано: Решение: l = 0,3 м t = 17 с T = 2 п √ l/g; T = t/N ; g = 4 п 2 l*N 2 /t 2 N = 15 g = 9,81 м/с 2 g = ? Ответ: 9,81 м/с 2 .

Виртуальные

лабораторные

работы

можно

использовать

для

показа

демонстрационного эксперимента.


Например, можно показать: 1) Непрерывный и линейчатый спектры различных веществ. Я предлагаю ответить на следующие вопросы: чем отличаются линейчатые спектры различных веществ, почему цветные линии разделены темными промежутками. 2) Интерференцию света для различных случаев (т.к. довольно сложно показать это в классе на демонстрационном оборудовании). 3) Дифракцию света на различных препятствиях.
Виртуальные лабораторные работы можно использовать для подготовки к

ЕГЭ и ОГЭ.
Например: 1) Установить влияние внешней силы (магнитного поля) на период и частоту колебаний математического маятника. 2) Произвести измерение и вычисление Э.Д.С. и внутреннего сопротивления источника тока. 3) Исследовать как зависит сила тока и напряжение для полной цепи при перемещении ползунка реостата.
Фрагменты работы с цифровой физической лабораторией.
Цифровая физическая лаборатория подразумевает использование датчиков для исследовательской работы. Например-использование датчиков температуры для анализа формулы температуры смеси от соотношения масс горячей и холодной воды. 1) Если масса холодной и горячей воды одинаковы, то t см = (t 1 +t 2 )/2. 2) Если масса горячей воды больше массы холодной, то температура смеси ближе к температуре горячей воды. 3) Если масса холодной воды больше массы горячей, то температура смеси ближе к температуре холодной воды. На интерактивной доске, на графике это происходит в движении, и очень наглядно это доказывает.
Заключение.
В заключение хотелось бы отметить. Что такая методика использования «цифровой физической лаборатории» позволяет создать условия для повышения уровня качества знаний учащихся. Открывает перед учащимися огромные возможности, делая их не только наблюдателями, но и активными участниками проводимых экспериментов и образовательного процесса в целом .