Информационные технологии как средство активизации познавательной деятельности учащихся

Информационные технологии как средство активизации познавательной деятельности учащихся

Степаненко Валентина Петровна

учитель физики и математики

МОУ «Средняя общеобразовательная школа №3»

 г. Валуйки Белгородской области

                                                                                 Для жизни в информационном               обществе необходимо овладеть

 знаниями и умениями  в области

 информационных технологий.

Н.Д.Угринович.

1.Условие возникновения, становления опыта.

Данный опыт возник в МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 3» г.Валуйки  Белгородской области. Контингент учащихся школы разнороден и представлен разными социальными слоями. Традиционное же обучение не позволяет обеспечить учащимся в полной мере динамичное развитие их интеллекта. Следствие этого – разный уровень интеллектуального развития школьников. Возникновение опыта связано с возрастанием необходимости учителя в поиске эффективных технологий, которые были бы адекватны целям модернизации образования и  решали задачу создания «системы специализированной подготовки в старших классах общеобразовательной школы, ориентированной на индивидуализацию обучения и социализацию обучающихся».

Зарождение представленного  опыта произошло в общеобразовательной школе, где учатся обычные дети. Школа  находится в промышленном, удаленном от центра города, микрорайоне, который имеет производственные объекты, а общеобразовательное учреждение необходимое оборудование,  в том числе компьютеры Интернет для  проведения занятий.

Формирование опыта происходило в процессе работы с учащимися 7- 9 классов при проведении учебных занятий.  Уровень технического и литературно-методического оснащения в школах оставляет желать лучшего. Поэтому одним из возможных вариантов решения данной проблемы направленной на развитие изучения и применения законов физики в жизни я вижу в использовании информационных технологий, которые предоставила нам компьютеризация. Индивидуальные,  познавательные и творческие потребности школьников  реализуются через  поиск и отбор информации, которые является сегодня важным средством мотивации и условием развития личности ребенка.

Началом работы по теме стало проведение диагностики  (анкетирования) семиклассников по определению исходного уровня мотивации учебной–познавательной деятельности. Практический опыт преподавания физики в школе показал, что большинство учеников, особенно на II ступени обучения, имеет слабую мотивацию к обучению, которая с каждым классом падает. Результаты диагностики (2005 год) выявили, что только у 17 % семиклассников положительная внутренняя мотивация к учебному процессу, 15% - у восьмиклассников, 12% - у девятиклассников,  и как следствие отсутствие устойчивой положительной динамики и в качестве знаний (51-52%). В связи с этим особую актуальность приобрели педагогические подходы и технологии, ориентированные не столько на усвоение знаний, умений и навыков, сколько на создание таких педагогических условий, которые дают каждому ученику понять, проявить и реализовать себя, а значит,  повышают мотивацию в обучения.

2. Актуальность  опыта.

В обучении физики использование информационных технологий имеет особое значение. Это обусловлено спецификой учебного предмета: у одних учащихся усвоение физики сопряжено со значительными трудностями, а у других проявляются явно выраженные способности к изучению этого предмета.

       Актуальность  данного опыта состоит в том, что он ориентирован на модернизацию  образования и  ставит задачи качественных изменений в деятельности всей школы, придавая особое значение формированию способности ученика к самостоятельному поиску информации. От нашего понимания значимости этих умений и готовности к формированию соответствующих навыков у учащихся зависит не только успех детей в познавательной и практической деятельности, но, в определенной мере, и вероятность их социальной адаптации, а иногда — и физического выживания в условиях современного информационного общества. Новые задачи в обучении предполагают: изменения в требованиях к уровню владения информацией, самостоятельному поиску и обработке информации; изменение содержания и организации материала; использование адекватных современных технологий. Использование информационных технологий адаптирует и модернизирует традиционные виды учебной деятельности, значительно расширило возможности лекционного эксперимента, позволяя моделировать различные процессы и явления, натурная демонстрация которых в лабораторных условиях технически очень сложна либо просто невозможна.

Противоречия, на устранение которых был направлен творческий поиск.

Осмысление проблемы:

• изучение большого объёма сложной научной информации в сжатые сроки из-за сокращения количества часов, отводимых на её изучение;
• возрастающий объем информации и возможность учащихся в их усвоении;
• изучаемый материал слабо связан с повседневным опытом и познавательным интересом учащихся.  

Эти и другие проблемы выявили основные противоречия между:

• требованиями к новому качеству образования выпускника, его умениям получать и применять знания на практике и несовершенством традиционных технологий обучения;
• растущей нагрузкой на учащихся, связанной  с увеличением объема научной информации по каждому предмету и современными рамками классно-урочной системы;
• потребностью общества в специалистах, обладающих высоким уровнем профессиональной компетентности,  общей культуры и конкурентноспособности, и невозможностью формирования основ этих качеств в рамках традиционной системы образования;
• стремлением ученика к творческому саморазвитию, самопроектированию и недостаточным использованием возможностей образовательного процесса для формирования этих навыков учащихся.

         Указанные выше положения подчеркивают  актуальность обозначенной проблемы  и дают возможность реализовать на практике активизацию познавательной деятельности, формируют такую ключевую компетенцию учащихся как самостоятельный поиск информации, использование информационных и Интернет технологий в обучении физике.

3. Ведущая педагогическая  идея опыта.

Познавательная активность - это качество деятельности школьника, глубина и осознанность которого зависит от познавательного  интереса.    Большой объём предметных знаний в изменившемся мире практически потерял свою ценность, поскольку информация стала легкодоступной, а объём её в мире быстро растёт. Оснастить человека  знаниями,  достаточными для успешной самореализации, на сколько-нибудь длительное время становится всё труднее. Сроки обучения увеличиваются, а его эффективность падает. Необходимым становятся не сами знания, а знания о том, как информацию добывать, её интегрировать, или создавать. И то, и другое, и третье формируется и развивается  в результате учебной  деятельности.Применение ИКТ способствует развитию интереса, так как даёт возможность организовать учебную деятельность ученика, способного адаптироваться в сегодняшней жизни. Стремление использовать компьютерные технологии на уроках физики продиктовано социальными, педагогическими и технологическими причинами:

• сформирован социальный заказ на включение такой деятельности в систему образования;

• необходим поиск средств эффективности обучения;

• компьютер значительно расширяет возможности предъявления учебной информации, позволяет усилить мотивацию учения и активно вовлечь учащихся в учебный процесс.

Таким образом, ведущая педагогическая идея опыта заключается в создании психолого-педагогических условий, направленных на  формирование познавательной активности школьников через использование информационных ресурсов для изучения окружающего мира, и  как следствие – повышение качества обучения,  развитие личности каждого.

3. Длительность  работы над опытом.

1. 2007-2008 гг. – выявление общего уровня развития личности учащихся. В рамках этого этапа мною была проведена диагностика общеучебных умений и навыков по методикам, разработанным ведущими психологами и педагогами.
2. 2008-2009 гг. – определение целей, задач, выбор методов и средств достижения целей.
3. 2009-2010 гг. – становление опыта, оценка и анализ результатов.

4. Диапазон опыта

Диапазон опыта представлен реализацией в учебно-воспитательном процессе, предполагающем формирование познавательной активности в единой системе “учитель-ученик” и “ученик-ученик” в процессе преподавания физики.

5. Теоретическая база опыта.

Теоретической базой опыта являются теоретические положения Л. С. Выготского, А. Н. Леонтьева, Д. Б. Эльконина, П. Я. Гальперина, В. В. Давыдова, А.Г. Асмолова, В.В. Рубцова о системно-деятельностном подходе к обучению, В.В. Гузеева об интегральных технологиях обучения, А.Н. Крутского о психодидактике и новых технологиях в преподавании физики, Е.С. Полат  и Г.К. Селевко о новых образовательных технологиях, основанных на компетентностном подходе к обучению учащихся.

6.Новизна опыта.

Новизна опыта заключается в адаптации авторских приемов обучения с использованием  технологии проектной деятельности, с применением ИКТ и образовательных ресурсов Интернета к  классно-урочной форме организации учебного процесса; апробации приемов  по формированию активной личности, мотивированной к самообразованию, обладающей достаточными навыками и психологическими установками к самостоятельному поиску, отбору, анализу и использованию информации; разработке дидактических заданий для формирования и развития навыков самостоятельной познавательной деятельности для разных этапов урока (повторения и закрепления изученного, для уроков разного типа,).

6. Теоретическая база опыта

Теоретическая база опыта сформирована на идеях Сократа, М.И. Выготской, Д.Б. Эльконина, В.В. Давыдова, Махмутова Л.С., Леонтьева А.Н., Амонашвили Ш., Т.И.Шамовой, Колеченко А.К., Талызина Н.Ф. Известно, что умственная активность способствует и лучшему запоминанию, и более глубокому проникновению в суть предметов, процессов и явлений. Теория активизации процесса обучения разработана Шамовой Т.И.. в том, что «в процессе собственной деятельности формируются такие стержневые качества личности, как познавательная активность и познавательная самостоятельность» [10, 109]. Можно разделить мнение Шамовой Т.И.   в том, что  «активизация учения состоит в возбуждении преподавателем познавательных и нравственных мотивов учения обучающегося, которые приводят к формированию целевых установок, мобилизации внутренних сил и созданию благоприятных внешних условий для усвоения учащимися содержания образования и его частей» [10, 109]. Особый интерес вызывают «дидактические условия реализации познавательной активности:

• формирование у учащегося положительных мотивов  учения;
• формирование устойчивых познавательных интересов;
• сочетание эмоционального и рационального в обучении;
• сформированность у обучающихся содержательно-операционной сферы деятельности, т.е. владение обучающимися умениями получения и переработки информации о ходе и результатах своего учения, а для этого нужны активные действия самого учащегося по самопознанию и самоизменению учения».  [10,110]

Активность действий учащихся необходимо стимулировать. То, что одного учащегося побуждает к активным действиям, другого оставляет равнодушным либо приводит к незначительному эффекту. Каждому необходимо подбирать свою мотивацию, свои стимулы, которые заставят его работать. Все существующие теории развивающего обучения направлены на активизацию мыслительной деятельности учащихся. Следовательно, без личностно-ориенторованного подхода не обойтись. Как процесс мотивации, так и процесс получения знаний, накопление субъективного опыта индивидуален. Организация поискового учебного процесса, является «ведущим компонентом развивающего обучения и складывается из этапов:

• восприятие учебного материала;
• его осмысление, доведение до понимания внутренних связей и противоречий;
• запоминание и сохранение в памяти;
• применение усвоенного материала в практической деятельности;
• поиск решения, при котором высказанные идеи подвергаются анализу, оценке; для воплощения, разработки выбираются лучшие из них;
• поиск признания найденного решения окружающими». [10,317]
• При этом действия как учителя заключаются в следующем:
• формирование активного отношения со стороны обучаемых;
• подача учебного материала в определенной последовательности;
• демонстрация и закрепление в упражнениях различных приемов 1 умственной и практической деятельности;
• организация  обобщения результатов и применения научных знаний на практике.
• - оказание помощи учащимся в выборе плана решения;
• оказание помощи учащимся в нахождении способов самоконтроля, и

разборке индивидуальных ошибок и определении способов их коррекции.

• По словам В.Ф. Шаталова (11, с. 17) выполнить эти условия возможно,  
  во-первых, при полном сотрудничестве, взаимопонимании,  
  во-вторых, при наличии заинтересованности учащихся предметом. Последнее возможно достичь при условии понимания и осознания необходимости, то есть мотивации учения. Искусство педагога устранить во время уроков все объективно непреодолимые препятствия на пути ребячьей мысли, направить поиск, пусть даже по трудным не доступным дорогам развития логических связей, не дать угаснуть  
  познавательному интересу, порыву.

Правильная организация работы приводит к  следующим действиям учащихся:

• применение знаний о изучаемом явлении;
• определение алгоритма решения на основе известных способов или принципиально нового подхода;
• практическое  решение задачи;
• поиск  способов проверки правильности действий и результатов;
• анализ результатов, определение выводов, применение  новых знаний.

Полученные знанияà алгоритм решения задачиà поиск способов ее решенияà решение задачиà выводы

По Л.С. Выготскому,  преподаватель должен быть организатором социальной воспитательной среды, регулятором и контролёром её взаимодействия с каждым учащимся. Ш. Амонашвили же пришёл к выводу, что «пробуждать жажду знаний у учеников, вырабатывать у них положительное отношение к учению, формировать целостную личность – всё это возможно только при таком обучении, которое основано на гуманистических началах».

Таким образом, в рамках работы учителя, познавательная активность – это стремление  и умение учащегося без посторонней помощи овладевать знаниями и способами деятельности, решать познавательные задачи с целью дальнейшего преобразования и совершенствования окружающего мира. Проблемное обучение является «пусковым механизмом» процесса ведущего к достижениям в учебном процессе, развитию личности школьника.

Технология опыта.

1. Определение цели и  задач педагогической деятельности.

Целью педагогической деятельности является создание  условий для развития познавательной активности учащихся  через систему форм и методов обучения.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

• выявить причины мотивации образовательного процесса ученика;
• определить дарования и способности учащихся, создав условия для активизации образовательного процесса, накоплению субъективного опыта, развития личности;
• создавать комфортную среду, способствующую максимальному проявлению индивидуальных особенностей, успешности каждого;
• способствовать становлению активной жизненной позиции каждого.

Таким образом, основной задачей учителя является - принять ученика таким, каков он есть, положительно относится к нему, понимать его чувства, сопутствующие восприятию нового материала, стимулировать любые стремления к познанию. Создать атмосферу, помогающую возникновению учения значимого для ученика. Ученика необходимо учить учиться…

2. Организация учебно-воспитательного  процесса

Организация образовательного процесса основывается на возникновении внутренних противоречий. Учащиеся должны испытывать необходимость в преодолении посильных трудностей, чтобы у них возникала постоянная потребность в овладении новыми знаниями, способами действий, умениями и навыками. Полноценное обучение возможно при кооперации учащихся между собой, без прямого вмешательства преподавателя. Необходимо сочетание индивидуальных и коллективных форм обучения. Восприятие учебной информации может происходить при фронтальных занятиях, а вот усвоение знаний, овладение учащимися учебными умениями и навыками – при собственной деятельности каждого.

 Применение информационно-коммуникационных технологий в образовательном процессе школы может усилить потребности учащихся в получении образования.

Учитель:

• использует электронные и информационные ресурсы в качестве учебно-методического сопровождения.
• применяет  различные образовательные средства ИКТ при подготовке к уроку;
• непосредственно на уроке (при объяснении нового материала, для закрепления усвоенных знаний, в процессе контроля знаний);
• для организации самостоятельного изучения учащимися дополнительного материала

Направления применения информационных технологий на уроках физики можно разделить на несколько блоков:

- создание мультимедийных сценариев уроков или фрагментов уроков;

- использование компьютерных  датчиков для демонстрационных  опытов;

- применение компьютерных  тренажеров для организации контроля  знаний;

- использование компьютера  для подготовки к ЕГЭ;

- использование компьютера во внеурочной деятельности.

Образовательный процесс подразделяется на три этапа:

1. Вводно-мотивационный.

 На этом этапе осуществляется  вызов у учащихся познавательного  интереса к предстоящей работе, создание у них ясного общего  представления о её целях и содержании. Самостоятельное определение и формулирование темы и целей урока, приводит к актуализации субъективного опыта, совершенствованию важнейших качеств интеллекта. Чем острее встаёт проблема, тем активнее процесс познания.

2. Операционно-познавательный

Создаются условия для изучения учащимися учебного материала, усвоения  знаний, овладения умениями и навыками, различными действиями. Изучение учебного материала производится путём развёртывания исходной проблемной задачи в систему более частных. Постановка  их перед учащимися и решение осуществляется на фронтальных, индивидуальных и коллективных занятиях. Чем выше ступень обучения, тем  больше самостоятельных и коллективных форм познания.

3. Рефлексивно-оценочный.

Проводится обобщение изученного материала, а затем итоговый контроль и оценка выполнения всей программы изучения учебного минимума.  Для дальнейшей мотивации учения создаются условия для выявления причин, способствующих достижению учебных целей и препятствующие  этому.

 Кроме урока как традиционной формы обучения ученикам дается возможность выбора других форм учебных занятий: индивидуальных занятий,  консультаций, внеклассных занятий.

Организация такого учебно-воспитательного процесса основана на использовании различных способов включения учащихся в учебную деятельность. Главный вопрос – «Почему?» преключает внимание школьников на вопрос «Как?» Это позволяет активизировать знания учащихся, что  приводит к правильному выводу.

Различные способы использования мультимедийных презентаций.

 При изучении раздела "Физика  атомного ядра" и при итоговом  повторении в 11 классе организую  проектную деятельность учащихся.

       Раздел "Физика  атомного ядра"  является последним  в изучении физики курса 7-11 класса. Учащиеся уже имеют большой опыт в использовании компьютеров и могут на уроке сами почти полностью заменить учителя.

Вначале я разбиваю изучаемый материал на темы:

1.     Методы регистрации  элементарных частиц. 2.     Радиоактивность. Открытие радиоактивности. 3.     Радиоактивные превращения. Закон радиоактивного распада. 4.     Изотопы. Открытие нейтрона. 5.     Ядерные реакции. 6.     Ядерный реактор. 7.     Термоядерные реакции. Применение ядерной энергии. 8.     Получение радиоактивных изотопов и их применение. 9.     Биологическое действие радиоактивных излучений. 

       Каждую тему  начинают разрабатывать 2-3 учащихся. Для этого им отводится четыре  урока физики. Кто не успевает - может доделать дома или на  каникулах.

            Ребята изучают тему, используя  учебник и ресурсы из Интернет, с дисков- репетиторов по физике. Используя данные материалы , ребята разрабатывают план своей презентации . На всех этапах работы они могут консультироваться с учителем. А когда материал готов, то он помещается на слайды презентации. На этом первая часть работы заканчивается. После чего ребята ждут урок с темой их презентации для того, чтобы всему классу последовательно и интересно рассказать свою тему. Такая работа возлагает на детей большую ответственность, вовлекает их полностью в дело, они погружаются в работу так, что их трудно оторвать от неё.    Создание собственной презентации учит детей анализировать и выбирать главное, излагать тему последовательно. Ребята стремятся найти что-то новое и интересное, чтобы удивить всех. Просмотр презентаций длится от 15 до 25 минут в зависимости от широты темы и эрудиции рассказчика. Такая форма работы позволяет хорошо усвоить материал, даёт возможность раскрыться каждому ребёнку, развивает умение общаться, а ,главное, вызывает интерес у слушателей.   Показ презентаций с рассказами детей сочетается и чередуется с уроками по решению задач, тестированием, зачётами. Использование новых ИТ помогло активизировать познавательную деятельность учащихся.

Использование интерактивных уроков на лазерных дисках, обучающих программ.

                      Практически на каждом уроке  объяснения нового материала  я использую лазерные диски  с интерактивными уроками по  физике для 7-8, 9 классов "Кирилла  и Мефодия",  для 7-11 классов, репетитор  по физике фирмы 1С Репетитор, модели опытов из "Открытой физики", электронный учебник Физика-10 "Илекса", мультимедийный курс физики для X-XI классов и VII-IX классов  при объяснении нового материала с показом через мультимедийный проектор. С их помощью можно как объяснять новую тему, так и проводить тестирование, и решать задачи.Использую репетитор по физике 1С Репетитор для 10-11 классов и программу "Интерактивные творческие задания" для 7-9 классов. Их ребята используют при самостоятельном изучении  некоторых тем (обычно тех, которые хорошо объясняются в этих программах), при решении задач, а также при знакомстве с учёными- физиками, с интересными фактами из их жизни, открытиями. Электронный  учебник обладает рядом преимуществ перед печатным, поэтому я считаю целесообразным  его использование на уроках физики:

1.     Каждый печатный  учебник (на бумажном носителе) рассчитан  на определенный исходный уровень  подготовки учащихся и предполагает  конечный уровень обучения. Электронный  учебник по физике содержит  материал нескольких уровней сложности. При этом он весь помещается на одном лазерном компакт-диске, содержит иллюстрации и анимацию к тексту, многовариантные задания для проверки знаний в интерактивном режиме для каждого уровня.

2.     Наглядность в электронном  учебнике значительно выше, чем в печатном. Число фотографий больше в сотни раз. Наглядность обеспечивается также использованием при создании электронных учебников мультимедийных технологий: анимации, звукового сопровождения, гиперссылок, видеосюжетов  и  т.п.

3.     Электронный учебник обеспечивает разнообразие проверочных заданий и тестов. Электронный учебник позволяет все задания и тесты давать в интерактивном и обучающем режиме. При неверном ответе можно давать верный ответ с разъяснениями и комментариями.

4.     Электронные учебники являются по своей структуре открытыми системами. Их можно дополнять, корректировать, модифицировать в процессе использования.

5.     Для обеспечения  многофункциональности при использовании  и в зависимости от целей  разработки электронные учебники могут иметь различную структуру. Например, на уроках можно создавать электронный учебник, поддерживающий школьную программу по конкретному предмету и учебный материал подавать согласно имеющемуся тематическому планированию. Можно разрабатывать электронные учебники без привязки к тематическому планированию, а просто следуя учебному плану по конкретному школьному курсу. Можно создавать электронные учебники по принципу вертикального изучения учебного материала.

           В  качестве проектной деятельности я  организовываю работу с учащимися по созданию своих учебников, а также сайтов  по физике и астрономии. Это коллективный творческий проект, выводящий  процесс обучения на совершенно новый уровень, когда учащиеся сами создают учебники.

 Использование компьютерного моделирования физических опытов.

                   На уроках физики в 8 классе  при изучении темы "Электрический  ток" мы используем виртуальные  электрические цепи. Это мы делаем, используя специальную программу-конструктор  "Электрические цепи". На компьютере учащиеся моделируют и собирают электрическую цепь, задают параметры источника тока и потребителей тока, а потом проводят опыты: измеряют силу тока, напряжение, рассчитывают сопротивление проводников. Это позволяет быстро и качественно опытным путём подтверждать изученные законы, а также делать лабораторные работы. На диске сделана видеозапись урока, частью которого было проведение опытов по изучению законов последовательного соединения проводников с помощью компьютерного моделирования. 

Разгадывание кроссвордов, заполнение таблиц.

При обобщении знаний очень полезным бывает разгадывание физических кроссвордов. Особый интерес, конечно же, вызывают у ребят кроссворды, сделанные на компьютере. Они с удовольствием  отгадывают слова, сами того не замечая, что им не раз пришлось перелистать странички книги и ещё раз прочитать некоторые темы. Конечно же, все это способствует систематизации и обобщению знаний учащихся. Интересны ребятам и задания, сделанные в виде таблиц, которые позволяют обобщить материал, разбить его по темам, выделить главное. Еще я использую обобщающие таблицы, как средства обобщения и систематизации материала, которые могут служить результатом отслеживания работы каждого ученика. Составление таблиц помогает школьникам научиться выделять существенные общие признаки фактов и явлений, устанавливать причинно-следственные связи между изучаемыми явлениями, приводить в систему свои знания по применению физических формул, оценить значительность практического использования физики и т.п. При этом, работа по составлению таблиц всегда требует от учащегося активной мыслительной деятельности.

 Использование раздаточного  материала.

               Использование компьютера позволило  готовить для уроков огромное  количество карточек с контрольными работами, самостоятельными работами. Появилась возможность дифференцированного подхода в обучении: каждому учащемуся есть возможность дать задание по силам. Составление индивидуальных заданий, которые не повторяются, полностью удалило элементы "списывания друг у друга" с моих уроков, ребята работают в спокойной обстановке, никто никого не отвлекает.