ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Кафедра  мультимедийной дидактики и информационных технологий обучения

 

Учебно-методический комплект модуля:  «ИКТ  в лабораторном физическом эксперименте» в составе  дисциплины ГОС  ВПО  ОПД.Ф.04  «Теория и методика обучения физике»

 

УТВЕРЖДАЮ

 

Ректор ___________________

            А.К. Колесников

 

"____"______________200_г.

 

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

 

по модулю:  «ИКТ  в лабораторном физическом эксперименте»

Специальность: 050203  -  физика

 

 

Факультет                                               физический

 

Курс обучения                                                     5

 

Семестр                                                                  9

 

Всего часов по учебному плану:             12

В том числе по формам обучения:             очная

 

            - лекции                                           2

- лабораторные занятия           4

                        - самостоятельная работа       6

 

Формы итогового контроля знаний:

- зачет                                         9 сем.

 

 

 

 

Пермь

2008



Содержание

 

 

1. Общие положения.

2. Требования к уровню освоения дисциплины/модуля/спецкурса.

3. Требования к обязательному объему учебных часов, отведенных на изучение дисциплины/модуля/спецкурса.

4. Требования к обязательному уровню подготовки по дисциплине:

4.1. Лекционные занятия

4.2. Лабораторные занятия

4.3.Самостоятельная работа

5. Требования к обязательному минимуму содержания программы.

6. Литература основная и дополнительная.

7. Перечень учебных  наглядных пособий.

8. Требования к уровню освоения.

9. Рекомендации по использованию информационных технологий и других инновационных методов обучения.

 

1. Общие положения

         Современный физический эксперимент относится к сложным методам научного познания. В настоящее время экспериментальные исследования невозможно представить без использования  компьютерных технологий, существенно облегчающих труд ученого. Это и компьютерная диагностика состояния исследуемого объекта, и  машинная обработка данных эксперимента (математические  расчеты, графическая интерпретация, перевод информации в другую знаковую систему, поиск и  классификация информации и пр.),  и   автоматическое управление  работой  технических устройств, реализующих  экспериментальные действия ученого. Виртуальная среда с ее инструментарием может использоваться для моделирования  реальных физических  объектов с целью предварительного исследования на модели особенностей их  поведения, а также на теоретическом уровне научного познания  для выдвижения модельных гипотез о сущности физических явлений и предварительной проверки этих гипотез в численном компьютерном эксперименте.

Современный школьник, осваивающий экспериментальный метод познания, должен познакомиться с особенностями проведения как классических, так  и современных  физических экспериментов. В процессе учебных демонстраций  на уроке и на лабораторных занятиях необходимо показать учащимся основные направления использования компьютерных технологий  в экспериментальном изучении явлений природы.

Элементы основных  методов применения  ИКТ  как  в проведении эксперимента, так  и в познании в целом  должны  стать в школьном курсе физики предметом целенаправленного изучения. Это важнейшая часть подготовки современного школьника в области современной методологии научного познания.

Будущий учитель должен быть готов к проведению лабораторных занятий, обеспечивающих формирование у учащихся современных представлений об эксперименте как методе познания. Он должен обучить школьников  эффективному использованию ресурсов и инструментов виртуальной среды как в их в учебной деятельности, так  и  учебно-исследовательской работе.

Новые цели профессиональной подготовки будущего учителя физии определяют соответствующие изменения в программе обучения и в частности в той ее части, которая касается вопросов содержания и методики проведения лабораторных занятий с учащимися. Учебный модуль ««ИКТ  в лабораторном физическом эксперименте» в составе дисциплины «Методика преподавания физики» ориентирован на достижение этих целей.

Учебные темы школьного курса физики, на базе которых реализуется программа модуля «ИКТ  в лабораторном физическом эксперименте»: «Механика», «Молекулярная физика. Термодинамика», «Электродинамика».

Основные цели  модуля:

·     содействие становлению специальной профессиональной компетентности учителя физики в области методики организации лабораторных занятий по предмету с использованием обновленной системы средств  обучения  – аппаратных средств ИКТ, источников информации  и учебных  инструментов виртуальной  образовательной среды;

·  формирование профессиональной компетентности  будущих учителей в проектировании и проведении лабораторных занятий с использованием средств ИКТ.

Задачи учебного модуля:

1. Формирование  у студентов системы знаний:  

·   о целях и задачах  использования средств ИКТ на лабораторных занятий по курсу физики средней школы;

·   о составе и назначении инструментов  виртуальной среды обучения (аппаратных средств, стандартных программ MS  и  специальных учебных инструментов), поддерживающих процедуры сбора и обработки  данных лабораторного эксперимента;

·   о составе и содержании компонентов ЦОР по физике,  используемых для дидактического сопровождения школьного лабораторного эксперимента;

·   о составе и содержании дидактических материалов (в том числе цифровых), поддерживающих самостоятельную работу учащихся с компонентами виртуальной среды на лабораторных занятиях по физике;

·   о методике формирования у учащихся экспериментальных умений и навыков  в процессе лабораторных занятий в условиях использования  средств ИКТ;

·   о методике проектирования лабораторных занятий в различных организационных формах с использованием  информационных источников и инструментов учебной деятельности виртуальной среды обучения.

2. Формирование  готовности будущих учителей физики к профессиональной деятельности, связанной:

·       с  постановкой лабораторных работ, ориентированных на использование средств ИКТ;

·       с проектированием лабораторных занятий в различных организационных формах, включающих использование учащимися аппаратных средств, информационных источников и инструментов учебной деятельности виртуальной среды обучения;

·       с подготовкой  дидактических материалов (в том числе цифровых), поддерживающих самостоятельную работу учащихся с источниками и инструментами виртуальной среды на  лабораторных занятиях по физике.

3. Формирование у студентов положительной мотивации профессиональной деятельности, связанной с проектированием  лабораторных занятий в условиях ИКТ-насыщенной среды. Содействие становлению коммуникативной компетентности студентов в условиях групповой деятельности по разработке авторских цифровых  материалов учебного назначения и проектов лабораторных занятий физике с  применением  компонентов ЦОР, ИУМК, ИИСС и новых инструментов учебной деятельности.

Инновационность модуля состоит:

1) по целям обучения:

·   в обновлении состава целей обучения за счет включения целей, связанных с овладением студентами современными компьютерными технологиями дидактического сопровождения лабораторных занятий по физике в средней школе;

·   в представлении целей обучения в виде совокупности компетентностей будущего специалиста (ключевых, базовой, специальной), отражающих разные уровни профессиональных задач, связанных с организацией  лабораторных занятий по физике в средней школе в условиях ИКТ-насыщенной среды обучения

2) по содержанию обучения:

·   в обновлении программы курса  теории и методики обучения физике по вопросам организации лабораторных занятий с учащимися, что обусловлено появлением в школьной образовательной среде  новых средств обучения (цифровых источников учебной информации (ЦОР) и новых инструментов учебной деятельности);

·   в представлении «ядра» содержания подготовки специалиста в виде совокупности профессиональных задач (типовых и творческих), связанных с проектированием моделей лабораторных занятий по физике в условиях ИКТ-насыщенной среды и авторских цифровых ресурсов для их сопровождения. 

3) по методам обучения:

·   в расширении состава методов обучения за счет появления новых источников учебной информации и, соответственно, новых видов учебной деятельности, а также в обновлении технологии применения традиционных методов в условиях использования  возможностей виртуальной среды обучения;

·   в использовании преимущественно активных методов обучения, ориентированных на самостоятельную творческую работу студентов по решению профессиональных задач; в организации парной и групповой работы студентов в ситуациях решения нестандартных учебных и профессиональных проблем;

· в системном внедрении и активном использовании ИКТ в организации самостоятельной работы студентов, обеспечивающем: расширение спектра задач самостоятельной работы; увеличение времени, отводимого на ее  организацию; реализацию вариативных методик организации учебного процесса; более высокий уровень индивидуализации обучения; благоприятные условия для групповых и коллективных форм учебной работы студентов.

4) по формам обучения:

· в увеличении разнообразия форм организации учебных занятий со студентами, обеспеченного использованием средств ИКТ (кейс-технология, Web-технология, смешенное дистанционное обучение); в расширении состава форм индивидуального и группового обучения.

5) по средствам обучения:

·   в системном использовании средств ИКТ (ресурсов и инструментов) в организации учебных занятий со студентами по программе модуля.

 

2. Требования к уровню освоения учебного модуля

Содержание модуля отражает содержание части программы лекционного курса и лабораторных занятий по дисциплине «Теория и методика обучения физике» (в частности,  лабораторных занятий по  методике  и технике  лабораторного физического эксперимента).

 

Федеральный  компонент  ГОС ВПО ОПД.Ф.04. Дисциплина   “Теория и методика обучения физике: общие вопросы, частные вопросы”.

 

Физика/ Специальность: 050203 – физика; квалификация:  учитель физики

 

В результате изучения модуля студент должен:

А) решать задачи, соответствующие ключевой профессиональной компетентности:

·        владеть практическими умениями и навыками в области использования и обслуживания лабораторной и компьютерной техники;

·        пользоваться с традиционными и цифровыми (локальными и сетевыми) источниками информации,  работать с поисковыми системами, отбирать и  структурировать информацию,

·        пользоваться стандартными офисными программами для  обработки информации;

·        владеть навыками решения типовых и творческих профессиональных задач в условиях групповой и коллективной деятельности;

Б) решать задачи, соответствующие базовой профессиональной компетентности:

·       формулировать цели обучения и проектировать учебные занятия в соответствии с поставленными целями, отбирать рациональные методы и приемы обучения, отбирать и самостоятельно проектировать необходимые для учебного процессе средства обучения;

·       владеть методикой организации самостоятельной работы учащихся, в том числе методикой организации их самостоятельной исследовательской деятельности; обеспечивать необходимые  условия для работы учащихся в парах и малых группах; 

·       строить учебный процесс с учетом индивидуальных особенностей учащихся (интересов, способностей и пр.);

В) решать задачи, соответствующие специальной профессиональной компетентности:

·      осуществлять поиск, анализ  и отбор ЦОР и инструментов учебной деятельности, которые могут быть использованы  на лабораторных занятиях по физике;

·      определять методы и приемы рационального использования  различных средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике;

·      разрабатывать авторские цифровые ресурсы по физике с использованием  различных компонентов ЦОР; учитывать при подготовке авторских ресурсов специфику  различных этапов лабораторного занятия (фронтальная вступительная беседа, самостоятельная работа учащихся над лабораторным заданием, заключительная беседа по итогам занятия, текущий и итоговый контроль результатов обучения и пр.);

·      проектировать лабораторное занятие по физике с использованием средств ИКТ, включая планирование содержания и отбор методов руководства самостоятельной работой учащихся с различными компонентами виртуальной  предметной среды; осуществлять в условиях ИКТ-насыщенной предметной среды руководство учебно-исследовательской деятельностью учащихся по постановке и проведению физических экспериментов.

 

 

 

3. Требования к обязательному объему учебных часов на изучение модуля

Распределение часов учебного модуля по видам учебной деятельности в соответствии с учебным планом (таблица).

        

Вид учебной

деятельности

Всего

часов

Распределение часов по формам обучения

очная

очно-заочная

заочная

в семестр[1]

в неделю

в год

в год

Лекции

2

2

 

 

 

Лабораторные занятия

4

4

 

 

 

Самостоятельная работа

6

6

 

 

 

        

Данный модуль в совокупности с модулем «Учебный демонстрационный эксперимент   с использованием  ЦОР»  может составить содержание более общего модуля «ИКТ в  системе средств и технологий постановки школьного физического эксперимента», рассчитанного на 36 час (из них ауд. часов -18).

 

4. Требования к обязательному уровню и объему подготовки по модулю

            4.1. Лекционные занятия

№ п/п

Тема лекции

Объем в часах по формам обучения

очная

очно-заочная

заочная

1.

Использование средств ИКТ   в подготовке и проведении лабораторных занятий по физике.

2

 

 

 

Всего

2

 

 

 

4.2. Лабораторные занятия

№ п/п

Наименование занятия

Номер

 темы лекции

Объем в часах по формам обучения

очная

очно-заочная

заочная

1

Лабораторные работы по разделу «Механики»

1

1

 

 

2

Лабораторные работы по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика»

1

1

 

 

3

Лабораторные работы по разделу «Электродинамика»

1

1

 

 

4

Защита творческих проектов (устная и стендовая формы представления)

1

1

 

 

 

Всего

4

4

 

 

 

4.3. Самостоятельная работа

№ п/п

Наименование расчетно-графической работы (РГР), расчетно-графического задания (РГЗ), курсового проекта (работы)

Номера тем

лекций (только для РГР и РГЗ)

Неделя семестра, на которой выдается задание

1

Разработка системы  заданий для самостоятельной работы, ориентированной на использование учащимися средней школы материалов ЦОР и новых инструментов учебной деятельности при подготовке и выполнении лабораторного эксперимента.

1

10

2

Создание  комплекта цифровых дидактических материалов  для  лабораторного занятия по физике  в средней общеобразовательной школе (состав комплекта см. ниже).

1

12

3

Разработка учебно-методического комплекса  лабораторного занятия (УМК), включающего использование учащимися  ресурсов и инструментов виртуальной среды обучения (структуру  комплекса  см. ниже).

1

14

Примечание: Задания выполняются для  одной из  лабораторных работ школьного физического практикума. Выбор темы лабораторной работы осуществляется студентом  в рамках базовых учебных  тем  модуля («Механика», «Молекулярная физика. Термодинамика»,  Электродинамика»).

Состав  комплекта

цифровых дидактических и учебно-методических  материалов для  лабораторного занятия по физике  в средней общеобразовательной школе

 

Материалы для учащихся

1.      Цифровая  копия инструкции лабораторной работе (в MS Word).

2.      Инструкция-презентация  MS PP (со звуковым сопровождением) .

3.      Видеоинструкция (с титрами,  звуковым сопровождением и графическими иллюстрациями).

4.      Виртуальная модель для интерактивного эксперимента:

а) численный эксперимент в MS Ехсеl;

б) виртуальный эксперимент из предметных ЦОР, ИУМК, ИИСС - численный, имитационный;

в) симуляции натурного физического эксперимента (из предметных ЦОР, ИУМК, ИИСС или/и в авторской разработке).

5.      Инструктивные указания к проведению виртуального эксперимента (включая   указаний к проведению численного эксперимента в MS Ехсеl).

6.      Лист самоподготовки учащихся к лабораторному занятию (в MS Word), включающий задания по работе с компонентами предметных ЦОР, ИУМК, ИИСС, а именно:

а) задания на полноту усвоения  учебной темы лабораторного занятия,

б) задания на глубину усвоения материала занятия,

в) упражнения на отработку экспериментальных действий и операций,

г) дополнительные заданий для учащихся, закончивших эксперимент раньше времени, а также желающих выполнить задания творческого характера.

7.      Интерактивный тест для вводного контроля знаний (в MS Word  и оболочке ДО, в частности в «Мoodlе»)

8.      Интерактивный тест для итогового контроля знаний (в MS Word  и оболочке ДО, в частности  в «Мoodlе»)

9.      Цифровые версии справочных таблиц по физике к одной из учебных тем разделов: «Механика», «Молекулярная физика. Термодинамика», Электродинамика».

10.  Образец отчета о выполнении натурного эксперимента (в MS Word и MS Ехсеl)

11.  Образец отчета о выполнении виртуального эксперимента (в MS Word и MS Ехсеl)

 

Материалы для учителя

12.  Каталог медиаобъектов к проекту, сформированный на основе анализа ЦОР, ИУМК, ИИСС и Интернет-ресурсов

13.   Презентация к вступительной беседе учителя с учащимися на лабораторном занятии

14.  Тренажеры (симуляторы)  (для отработки отдельных действий и операций) для интерактивной доски (подбор из компонентов ЦОР, ИУМК, ИИСС или/и авторские разработки, в частности подготовка простейших вариантов  тренажеров средствами MS PP)

15.   Историческая справка об исследовании физического явления, экспериментально исследуемого в лабораторном эксперименте (в MS Word с иллюстрациями)

16.   УМК  лабораторного занятия в полном составе его основных компонентов.

 

Учебно-методический комплекс (УМК) занятия

(инвариантная структура)

1.      Тема учебного занятия

2.      Форма учебного занятия

3.      Класс, профиль, специфика обучения

4.      Цели:

·     обучения,

·     воспитания,

·     развития.

5.      Учебные задачи занятия.

6.      Дидактическая структура занятия.

7.      Диагностика результативности обучения на занятии.

8.      Домашнее задание.

9.      Проект содержания и оформления записей на доске (или презентация MS PP к уроку) и в ученической тетради.

10.  Дидактические средства:

·     демонстрационный эксперимент (цель, оборудование, включая аппаратные средства к ЭВМ);

·     фронтальный лабораторный эксперимент, фронтальные наблюдения (цель, оборудование, включая аппаратные средства к ЭВМ);

·     модели технических приложений физической науки (машины, установки, инструменты и пр. или их модели);

·     аудио и видеозаписи (название  записи или ее фрагмента);

·     настенно-печатная наглядность (таблицы, схемы, графики, ОК и пр.);

·     программное обеспечение к ЭВМ  (предметные ЦОР, ИУМК, ИИСС,  дистанционное);

·     игровые объекты;

·     дидактический раздаточный материал для самостоятельной работы учащихся;

·     литература для учащихся (основная,  дополнительная);

·     система средств ТСО.

11.  Конспект занятия.

12.  Литература для учителя.

 

Примерные  темы лабораторных экспериментов

 

Механика

Кинематика

1.    Исследование прямолинейного равноускоренного движения.  Стробоскопический метод исследования быстротекущих процессов.

2.    Изучение вращательного движения тел. Определение модулей угловой и линейной скорости и ускорения движения тела при его  равномерном вращении по окружности. Стробоскопический метод исследования быстротекущих процессов.

3.    Определение ускорения свободного падения.

4.    Исследование закономерностей движения тел, брошенных под углом к горизонту. Выполнение прицельных выстрелов их баллистического пистолета.

 

 Динамика

1.    Исследование взаимодействия тел различной массы. Измерение ускорений, приобретаемых телами в результате взаимодействия.

2.    Исследование  закономерностей движения тела по наклонной плоскости.

3.    Определение массы тела методом гидростатического  взвешивания.

4.    Исследование закономерностей упругого взаимодействия. Определение жесткости пружины, системы пружин.

5.    Исследование закономерностей сухого трения. Определение коэффициента трения покоя и трения скольжения различными способами. Оценка и сравнение точности измерения.

Законы сохранения

1.    Экспериментальная проверка закона сохранения импульса.

2.    Экспериментальная поверка закона сохранения механической энергии.

3.    Определение коэффициента трения скольжения на основе закона сохранения энергии. Решение поставленной задачи на основе использования различных экспериментальных установок.

4.    Определение коэффициента упругости пружины на основе закона сохранения энергии. Решение поставленной задачи на основе использования различных экспериментальных установок.

Механические колебания

1.    Исследование закономерностей колебания пружинного маятника.

2.    Исследование закономерностей колебания груза маятника на нити.

3.    Исследование  квазиупругих  колебаний водяного маятника.

4.    Исследование зависимости малых колебаний линейки от выбора точки ее подвеса.

 

Основы молекулярно-кинетической теории строения вещества.

Основы термодинамики

1.    Исследование закономерностей броуновского движения.

2.    Газовые законы.

3.    Проверка уравнения состояния идеального газа.

4.    Определение скорости движения молекул газа

5.    Опыт О. Штерна (исследование виртуальной модели)

6.    Опыт Ж. Перрена (исследование виртуальной модели)

7.    Измерение атмосферного давления с помощью газового барометра.

8.    Изучение работы вакуумного насоса.

9.    Расчет минимального давления, достигаемого при разряжении воздуха вакуумным насосом.

10.Определение теплоемкости  металла различными способами.

11.Определение удельной теплоты плавления вещества.

12.Определение процентного содержания воды в снеге.

13.Определение температуры пламени спиртовки

 

Электродинамика

1.    Измерение электрического сопротивления мостовым методом.

2.    Определение сопротивления резисторов соединенных  “звездой”.

3.    Изучение законов смешенного соединения резисторов

4.    Закон Ома для полной цепи.

5.    Определение электроемкости конденсатора.                             

6.    Определение энергии заряженного конденсатора.

7.    Определение параметров диода. Снятие вольтамперной характеристики диода.

8.    Изучение транзистора. 

9.    Определение индуктивности катушки (2 способа).

10.Изучение закона Ома для цепи переменного тока.

11.Исследование резонанса в электрической цепи.

12.Определение величины элементарного заряда.

 

Темы курсовых и дипломных работ

(для  студентов и слушателей системы дополнительного образования,

обучающихся на базе Лаборатории ЦОР и педагогического проектирования)

 

1.      Учебные объекты виртуальной информационной среды: направления и опыт использования на лабораторных занятиях по физике.

2.      Использование ЦОР при подготовке учащихся к лабораторным занятиям по физике

3.      Автоматизированный эксперимент  на лабораторном практикуме по физике.

4.      Организация самостоятельной работы учащихся с интерактивными учебными моделями по физике на занятиях школьного лабораторного практикума.

5.      Учебные презентации  к школьным лабораторным занятиям  по физике: разработка и методика использования.

6.      Разработка коллекций дидактических материалов по физике к лабораторным занятиям.

7.      Методика использования  табличного процессора MS Excel на лабораторных занятиях по физике в  средней общеобразовательной школе.

8.      Домашний лабораторный эксперимент в условиях применения компьютерных технологий обучения.

9.      Межпредметный лабораторный практикум на базе школьного кабинета физики   с использованием средств ИКТ.

10.  Инструкции-презентации и видеоинструкции к лабораторному физическому эксперименту: разработка и методика использования в обучении.

11.  Учебные симуляторы и тренажеры на  лабораторных занятиях по физике: разработка и методика применения.

12.  Интерактивные учебные тесты для вводного и итогового контроля знаний и умений учащихся на занятиях школьного лабораторного практикума.

13.  Использование интерактивной доски на лабораторных занятиях по физике.

14.  Проектирование лабораторных занятий по физике для средней общеобразовательной школы. Содержание и структура УМК лабораторных занятий с применением средств ИКТ.

15.  Комплект цифровых дидактических и учебно-методических  материалов для  лабораторного занятия по физике  в средней общеобразовательной школе (тема занятия  - по выбору).

 

5. Требования к обязательному минимуму содержания программы

         Приводится краткое содержание лекционного материала дисциплины/модуля/спецкурса отдельно по каждой теме.

Тенденции совершенствования материально-технического обеспечения лабораторных занятий по физике в средней школе  и обновления  содержания  школьного лабораторного эксперимента в условиях развития компьютерных технологий обучения.

Цели и задачи использования средств ИКТ (аппаратных средств, информационных источников и инструментов познания) при подготовке и проведении лабораторных занятий  по физике в  средней школе. Требования к уровню ИКТ-компетенций учащихся при выполнении лабораторного эксперимента с использованием  ресурсов и инструментов виртуальной информационной среды.

Аппаратные средства поддержки школьного лабораторного эксперимента.

Состав и назначение инструментов  виртуальной среды обучения (стандартных программ MS  и  специальных учебных инструментов), поддерживающих процедуры сбора и обработки  данных лабораторного эксперимента.

Состав и содержание компонентов ЦОР для дидактического сопровождения лабораторного физического эксперимента.

Методика и технологии формирования у учащихся экспериментальных умений и навыков  в процессе лабораторных занятий в условиях использования  средств ИКТ. Дидактические материалы (в том числе цифровые) для  самостоятельной работы учащихся над лабораторными заданиями, включающими использование инструментов и ресурсов виртуальной учебной среды.

Формы лабораторных занятий в условиях ИКТ-насыщенной среды обучения и особенностях методики их подготовки. Методика проектирования УМК лабораторного занятия, включающего использование информационных источников и инструментов виртуальной среды обучения.

 

6. Литература (основная и дополнительная)

  6.1. Основная

 

1.           Буров В.А., Дик Ю.И., Зворыкин Б.С. и др. Фронтальные лабораторные работы по физике в 7-11 классах / Под ред. В.А. Бурова, Г.Г. Никифорова. – М.: Просвещение, 1996. - 120 с.

2.           Бутырский Г.А., Сауров Ю.А. Экспериментальные задачи по физике. 10-11 кл. общеобразовательных учреждений: Кн. для учителя. – М.: Просвещение, 1998. – 102 с.

3.            Дик,  Ю.И., Песоцкий, Ю.С. ,Никифоров Г.Г. и др. Учебное оборудование для кабинетов физики общеобразовательных учреждений: Учебно-методическое пособие / Под ред. Никифорова  Г.Г. - М.: Дрофа, 2005. – 396 с.

4.           Загвязинский В.И. Теория обучения  Современная интерпретация: Учебное пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. – М.: Изд. центр «Академия», 2001. – 192 с.

5.           Кабардина С.И. Измерения физических величин. Элективный курс: учебное пособие / С.И. Кабардина, Н.И. шефер. Под ред О.Ф. Кабардина. – М.: Бином. лаборатория знаний. 2005. – 151 с.

6.           Кабардина С.И. Измерения физических величин. Элективный курс: методическое пособие / С.И. Кабардина, Н.И. Шефер. – М.: Бином. лаборатория знаний. 2005. – 136 с.

7.           Методика  преподавания  физики в  7-8   классах: Пособие для  учителя / Под ред. А.В. Усовой. - 4-е изд., перераб. -  М.: Просвещение, 1990. – 319 с.

8.           Объедков Е.С. Ученический эксперимент на уроках физики. -  М., 1996. – 85 с.

9.           Объедков Е.С. Физическая микролаборатория / Е.С. Объедков, О.А. Поваляев  -  М.: Просвещение, 2001.- 112 с.

10.                 Оспенникова Е.В. и др. Использование информационных и коммуникационных технологий в преподавании физики: учебное пособие / Оспенникова Е.В., Беляева Н.В., Худякова А.В. -  ПГУ, 2006 – 270 с.

11.                 Оспенникова Е.В. Основы технологии развития исследовательской самостоятельности школьников. Эксперимент как вид учебного исследования: Учебное пособие / Перм. гос. пед. ун-т. - Пермь, 2002. – 375 с.

12.                 Оспенникова Е.В. Развитие самостоятельности школьников в учении в условиях обновления информационной культуры общества: В 2 ч.: Ч. I.  Моделирование  информационно-образовательной среды учения: Монография / Перм. гос. пед. ун-т. - Пермь, 2003. – 301 с. 

13.                 Оспенникова Е.В. Развитие самостоятельности   школьников в учении   в  условиях  обновления  информационной  культуры общества: В 2 ч.: Ч. II.  Основы   технологии    развития самостоятельности  школьников в  изучении физики: Монография / Перм. гос. пед. ун-т. - Пермь, 2003. – 329 с. 

14.                 Оспенникова Е.В., Беляева Н.В., Худякова А.В. Мультимедийные информационные ресурсы по физике для средней общеобразовательной школы: Учебно-методическое пособие  /Под общ. ред. Е.В. Оспенниковой -  Перм. гос. пед. ун-т. – Пермь, 2004. -  125 с.

15.        Полат Е.С., Бухаркина М.Ю., Моисеева М.В, Петров А.Е. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: Учеб. пособие для студентов пед. вузов и системы повышения квалификации пед. кадров /Под ред. Е.С. Полат. - М. : Академия, 2001. – 272 с.

16.        Роберт И.В. Информатика, информационные и коммуникационные технологии: Учеб.-метод. пособие - М.: УРАО, 2001. – 205 с.

17.        Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: Учебное пособие.– М.: Народное образование, 1998. – 255 с.

18.        Семушина Л.Г., Ярошенко Н.Г. Содержание и технологии обучения в средних учебных заведениях: Учеб. пособие для преп. учреждений сред. проф. образования. – М.: Мастерство, 2001. – 272 с.

19. Сорокин, А.В. Физика: наблюдение, эксперимент,  моделирование. Элективный курс: методич. пособие [Текст]  / А.В.Сорокин, Н.Г.  Торгашина, ЕА. Ходос, А.С. Чиганов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 175 с.

20. Сорокин, А.В. Физика: наблюдение, эксперимент,  моделирование. Элективный курс: учебное пособие [Текст]  / А.В.Сорокин, Н.Г.  Торгашина, ЕА. Ходос, А.С. Чиганов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 199 с.

21.        Теория и методика обучения физике в школе: Общие вопросы: Учебное пособие для студентов высш. пед. учеб. заведений / С.Е. Каменецкий, Н.С. Пурышева,  Н.Е. Важевская и др.; Под ред. С.Е. Каменецккого и  Н.С. Пурышевой. – М.: Издательский центр “Академия”, 2000. – 368с.

22.        Теория и методика обучения физике в школе: Частные вопросы: Учебное пособие для студентов высш. пед. учеб. заведений / С.Е. Каменецкий, Н.С. Пурышева,  Н.Е. Важевская и др.; Под ред. С.Е. Каменецккого и  Н.С. Пурышевой. – М.: Издательский центр “Академия”, 2001. – 384с.

23.       Усова А.В. Формирование учебно-познавательных умений при изучении предметов естественного цикла. - Челябинск: Изд-во ЧГПУ «Факел», 1997. -  136 с.

24.       Усова А.В., Бобров А.А. Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики. - М.: Просвещение, 1988. – 112 с.

25.       Фетисов В.А.  Оценка точности измерений в курсе физики средней школы: Кн. для учителя. – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1991. – 96 с.

26.       Физический практикум  для классов с углубленным изучением физики: Дидактический материал 9-11 кл. /  Ю.И. Дик, О.Ф. Кабардин, В.А. Орлов и др. - М.: Просвещение, 1999. -  178 с.

6.2. Дополнительная

1.      Анциферов Л.И., Пищиков И.М. Практикум по методике и технике школьного физического эксперимента: Учебное пособие для студентов пед. ин-тов по физ.- мат. спец. - М.: Просвещение, 1984. -  255 с.

2.      Беспалько В.П. Основы теории педагогических систем: Проблемы и методы психолого-педагогического обеспечения технических обучающих систем. – Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1977. – 304 с.

3.      Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. – М.: Педагогика, 1989. – 192 с.

4.      Быков В.В   Научный эксперимент. -  М.: Наука, 1989. –  176 с.

5.      Вольштейн С.Л., Позойский С.В., Усанов В.В. Методы физической науки в школе: Пособие для учителя / Под ред. С.Л. Вольштейна. – Минск: Нар. асвета, 1988. - 144 с.

6.      Голин Г.М. Формирование у учащихся знаний о научном эксперименте // Физика в школе. – 1984. -  №5. -  С. 27-34.

7.      Горев А.А. Занимательные опыты по физике в 6-7 классах средней школы. - М.: Просвещение, 1985. –  185 с.

8.      Дьяченко В.К. Сотрудничество в обучении: О коллективном способе учебной работы: Кн. для учителя. – М.: Просвещение, 1991. – 192 с.

9.      Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Пономарева А.В. Факультативный курс физики. 8 класс: Учебное пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 1977. - 209 с.

10.  Кабардин О.Ф., Кабардина С.И., Шефер Н.И. Факультативный курс физики. 9 класс:  Учебное пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 1986. - 207 с.

11.  Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Шефер Н.И. Факультативный курс физики. 10 класс:  Учебное пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 1987. - 207 с.

12.  Канке В.А. Основные философские направления и концепции науки. Итоги XX столетия. – М.: Издательская корпорация «Логос» , 2000. – 236 с.  

13.  Марголис А.А., Парфентьева Е.Н., Иванова Л.А. Практикум по школьному физическому эксперименту: Учебное пособие для студентов пед. ин-тов по физ. - мат. спец. - М.:  Просвещение, 1977.- 304 с.

14.  Орлов В.А. Творческие экспериментальные задания // Физика в школе. -   1995. - № 3. - С. 23-30.

15.  Основы методики преподавания физики в средней школе  / В.Г. Разумовский, А.Г. Бугаев, Ю.И. Дик и др.; Под ред. А.В. Перышкина и др. – М.: Просвещение, 1984. – 398 с.

16.  Педагогика: Учебное пособие для студентов пед вузов и пед. колледжей / Под ред. П.И. Пидкасистого. – М.: Педагогическое общество России, 2000.  – 640 с.

17.  Подласый И.П. Педагогика Новый курс: Учебник для студ. пед. вузов: В 2-х кн. –  М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2000. – Кн. 1: Общие основы. Процесс учения.  – 573 с.

18.  Разумовский В.Г. Развитие творческих способностей учащихся в процессе  обучения физике. - М.: Просвещение, 1975. -   272   с.

19.  Роуэл Г.,  Герберт С. Физика / Пер. с англ.; Под ред. В.Г.Разумовского. – М.:  Просвещение,   1994. – 576 с.

20.  Старовиков М.И. Исследовательский  учебный эксперимент по физике с компьютерной поддержкой: Книга для учителя. – Бийск: НИЦ БПГУ, 2002. – 128 с.

21.  Оспенникова Е.В. Е-Дидактика Мультимедиа: Проблемы и направления исследования  // Вестник ПГПУ. Серия «ИКТ  в образовании». -  2005. – Вып. 1. -  С. 16- 30

22.  Оспенникова Е.В., Худякова А.В. Обновление системы учебных объектов среды обучения в условиях информатизации образования и проблема организации познавательной деятельности школьников в новой информационной среде // Вестник ПГПУ. Серия «ИКТ  в образовании». -  2005. – вып. 1. -  с. 50 – 67 (совместно с Худяковой А.В.)

23.   Бент Б. Андерсен, Катя Ван дер Бринк  Мультимедиа в образовании: Специализированный учебный курс .- М.: «Обучение-Сервис», 2005. – 216 с.

24.  Информатизация общего среднего образования / Под редакцией Д.Ш. Матроса . – М.: Педагогическое общество России, 2004.

25.  Практикум  по физике в средней школе: Дидактический материал / Под. ред.  А.А. Покровского.- М.: Просвещение, 1977.   

7. Перечень учебных наглядных пособий и ЦОР

№ п/п

Наглядное

пособие

Вид наглядного пособия (рисунок, схема, карта, видеофильм и т. д.)

Носитель информации (электронный, бумажный и т. д.)

1.   

Открытая физика. 2.6.  (ООО «Физикон», 2005)(№63)

 

учебные объекты ЦОР

электронный

2.   

Физика 7-11 класс. Библиотека наглядных пособий. (Министерство образования Российской Федерации, ГУ ФЦ ЭМТО,  ООО «Дрофа», ЗАО «1С», ЗАО НПКЦ «Формоза-Альтаир», РЦИ Пермского ГТУ, 2004)  (№ 5)

учебные объекты ЦОР

электронный

3.   

Физика 7-11 класс. Библиотека электронных наглядных пособий (Министерство образования Российской Федерации, ГУ ФЦ ЭМТО,  «Кирилл и Мефодий», 2003) (№ 8)

учебные объекты ЦОР

электронный

4.   

Электронное средство учебного назначения "История техники" (ООО «Нью Медиа Дженерейнш», 2003) (№ 13)

учебные объекты ЦОР

электронный

5.   

 Физика 10-11 классы. Подготовка к ЕГЭ (Министерство образования Российской Федерации, ГУ ФЦ ЭМТО,  ЗАО «1С», 2004)  (№ 44)

учебные объекты ЦОР

электронный

6.   

Физика 7-11 классы. Практикум. Учебное электронное издание (ООО «Физикон», Interactive Physics, Институт новых технологий, 2004)  (№ 52)

учебные объекты ЦОР

электронный

7.   

Физика 7: набор цифровых образовательных ресурсов к учебнику «Физика и астрономия» для 7 класса; под ред. Пинского А.А., Разумовского В.Г. (Дик Ю.И., Валентинавичус В., Никифоров Г.Г., Пурышева Н.С., Страут Е.К., Урбетис П., Шилов В.Ф. и др.). (ЗАО «Просвещение») (№ 34)

учебные объекты ЦОР

электронный

8.   

Физика 8: набор цифровых образовательных ресурсов к учебнику «Физика и астрономия» для 8 класса; под ред. Пинского А.А., Разумовского В.Г. (Дик Ю.И., Валентинавичус В., Никифоров Г.Г., Пурышева Н.С., Страут Е.К., Урбетис П., Шилов В.Ф. и др.). (ЗАО «Просвещение») (№ 35)

учебные объекты ЦОР

электронный

9.   

 Физика 9: набор цифровых образовательных ресурсов к учебнику «Физика и астрономия» для 9 класса; под ред. Пинского А.А., Разумовского В.Г. (Дик Ю.И., Валентинавичус В., Никифоров Г.Г., Пурышева Н.С., Страут Е.К., Урбетис П., Шилов В.Ф. и др.). (ЗАО «Просвещение») (№ 36)

учебные объекты ЦОР

электронный

10.        

Чижов Г.А., Ханнанов Н.К. Первый набор ЦОР для апробации. Физика. 10 кл. (физ.-мат. профиль) (ООО «Дрофа», ЗАО «1С») (№ 37)

учебные объекты ЦОР

электронный

11.        

ИУМК "Физика, 7-9" (система Эльконина – Давыдова). – ЗАО "1С" (ИУМК 2)

учебные объекты ЦОР

электронный

12.        

ИУМК "Физика, 10 класс". – ООО "Физикон" (ИУМК 4)

учебные объекты ЦОР

электронный

13.        

ИУМК «Физика», 10 класс З АО "Просвещение Медиа"(ИУМК 1)

учебные объекты ЦОР

электронный

14.        

ИУМК "Физика", 7-9 класс ОАО "Издательство "Просвещение" (ИУМК 3)

учебные объекты ЦОР

электронный

15.        

"Единое окно доступа к образовательным ресурсам".  Российский общеобразовательный портал http://school.edu.ru/)

учебные объекты ЦОР

электронный

 

8. Формы текущего, промежуточного и итогового контроля:

           

1)  итоговый тест по содержанию модуля;

2)  зачет  по базовым понятиям модуля;

3)  выполнение  творческих заданий для самостоятельной работы  по содержанию модуля:

а) разработка  комплекта цифровых дидактических материалов, сопровождающих  лабораторный физический эксперимент (выбор темы лабораторного занятия осуществляется студентами  в рамках следующих разделов учебной программы по физике: «Механика». «Молекулярная физика», «Электродинамика») (примерный перечень целей лабораторных экспериментов и состав комплекта цифровых материалов см. выше);

б) разработка учебно-методического комплекса (УМК)  лабораторного занятия по выбранной теме (УМК занятия должен быть ориентирован на использование  учащимися в ходе подготовки и проведения  лабораторного эксперимента фрагментов предметных ЦОР, ИУМК, ИИСС, ресурсов Интернет и инструментов виртуальной среды обучения, а также элементов комплекта авторских цифровых материалов, подготовленных студентами);

3) защита творческого проекта: «Учебно-методический комплекс  лабораторного занятия, включающий использование учащимися фрагментов ЦОР и инструментов виртуальной среды обучения» (в проект входят: сценарий занятия, комплект дидактических материалов к занятию, в том числе цифровых).

 

9. Рекомендации по использованию информационных технологий и инновационных методов в образовательном процессе

         Лекция «Использование средств ИКТ   в подготовке и проведении лабораторных занятий по физике»

Изложение основных вопросов лекции целесообразно сопровождать презентацией MS PP, включающей использование  различных  медиакомпонентов предметной виртуальной среды: текстов, фотоснимков, рисунков, видео, анимаций, моделей (демонстрационных, интерактивных), иллюстрирующих  дидактические возможности средств ИКТ в организации лабораторных занятий учащихся.

В содержание лекции помимо основного учебного материала должны быть включены: 1) информация о содержании заданий для самостоятельной работы студентов, 2) требования к их выполнению и указания о форме представления результатов работы, 3) образцы выполнения данных заданий (в том числе примеры аналогичной  работы студентов  предыдущих лет обучения).

Материалы лекции целесообразно разметить в оболочке дистанционного сопровождения учебной дисциплины «ТиМОФ» (или дистанционного сопровождения  модуля в составе данной дисциплины). Для этой цели с успехом может быть использована бесплатно распространяемая оболочка ДО «Moodl». За счет исключения процедуры конспектирования лекции студентами в процессе ее чтения можно существенно увеличить объем предъявляемой  студентам учебной информации (вербальной, образной). Запись (копирование) необходимых фрагментов лекции может выполняться студентами после занятия  в процессе их самостоятельной работы в часы самоподготовки в классах открытого доступа в лаборатории педагогического проектирования (ЛПП).

Для  закрепления и дальнейшего совершенствования знаний студентов по материалу лекции в заключительной части ее цифровой версии целесообразно представить: 1) вопросы для самоконтроля, 2) задания для самостоятельной работы; 3) темы учебных и творческих проектов (включая темы курсовых и дипломных работ).

 

Лабораторные занятия

На  лабораторный практикум по методике и технике школьного лабораторного эксперимента в рамках курса теории и методики обучения физики отводится 24  ауд. часа. В рамках этого курса студенты выполняют около 10 лабораторных работ по трем темам школьного курса физики: «Механика», «Молекулярная физика», «Электродинамика» (перечень см. выше С.15-16).

Цели выполнения студентами лабораторных заданий практикума:

·   познакомиться со школьным лабораторным оборудованием;

·   получить общее представление о содержании, видах и уровне сложности школьных  лабораторных работ;

·   приобрести опыт подготовки и проведения школьного лабораторного эксперимента;

·   освоить технологию развития самостоятельности учащихся при проведении физических опытов;

·   приобрести опыт подготовки дидактических материалов для самостоятельной работы учащихся на лабораторном занятии.

Настоящий модуль своим содержанием направлен на изменение традиционной практики проведения в педагогическом вузе учебных занятий по изучению вопросов методики и техники школьного  лабораторного физического эксперимента. Теперь в системе работы преподавателя, организующего занятия со студентами,  должна появиться новая целевая составляющая, которая  ориентирует участников образовательного процесса на использование средств ИКТ (новых аппаратных средств, предметных ЦОР, ИУМК, ИИСС и инструментов  виртуальной среды).  

Во-первых, в состав выполняемых студентами лабораторных работ должны быть включены как традиционные, так и автоматизированные физические эксперименты.

Во-вторых, школьные лабораторные эксперименты, которые выполняют студенты, должны  сопровождаться работой будущих учителей  с учебными средствами и  дидактическими материалами нового поколения (см.  составляющие учебно-методического комплекса лабораторного занятия и комплекта дидактических материалов  к занятию, с.14-15). В соответствии с программой модуля в учебно-методическом обеспечении лабораторного практикума  для ряда лабораторных работ (не менее 3-х работ) должны быть представлены наиболее существенные составляющие комплекта таких материалов (полный состав комплекта см. выше). Это могут быть:

1)  задания для самостоятельной работы учащихся с компонентами предметных ЦОР, ИУМК, ИИСС и инструментами учебной деятельности, необходимыми для подготовки учащихся к проведению эксперимента, в том числе задания тренировочного характера с использованием различных учебных объектов виртуальной среды (тестов, симуляторов, тренажеров и пр.);

2) задания по сбору и обработке  данных физического эксперимента с использованием специальных  аппаратных комплексов и учебных инструментальных программ;

3) простейшие задания по подготовке и проведению численного лабораторного эксперимента;

4)  интерактивные тесты для вводного и итогового контроля знаний и умений учащихся на лабораторном занятии.

Учебные задания в составе комплекта должны сопровождаться соответствующими инструктивными указаниями к выполнению.

При выполнении 2-х часового лабораторного эксперимента студенты в общей сложности должны тратить на работу в виртуальной среде около 20 % учебного времени, что соответствует примерно 3 часам аудиторной работы в рамках предлагаемого учебного модуля.

Осваивая на занятии практику выполнения лабораторного эксперимента с пользованием средств ИКТ, студенты изучают содержание и особенности разработки материалов нового поколения, готовятся в опоре на предложенные «образцы» к самостоятельному проектированию лабораторных экспериментов и цифровых дидактических материалов для их сопровождения.

Работа студентов на занятии организуется  в учебных парах. Это обеспечивает необходимые условия для обмена идеями и опытом выполнения  учебных заданий как на занятии, так и в условиях  самостоятельной работы в ЛПП над выполнением творческих проектов.

В начале каждого лабораторного занятия следует выделять 20 минут учебного времени для коллективного обсуждения учебно-методических проблем, связанных самостоятельной проектной деятельностью студентов.  Коллективное обсуждение студентами проблем содержания и методики  разработки составляющих их творческих проектов должно стать обязательной частью учебных занятий практикума.

На заключительном (зачетном) занятии проводится защита проектов студентов (стендовый и устный варианты). Стендовая версия творческих проектов студентов может быть представлена в оболочке ДО, поддерживающего данный учебный модуль.

Самостоятельная работа студентов

Самостоятельная работа студентов по программе модуля состоит в их систематической подготовке к лабораторным занятиям практикума (в частности к текущим устным собеседованиям и тестированию по содержанию лабораторного эксперимента), а также в выполнении  в течение семестра двух творческих проектов.

 Первый проект связан с разработкой комплекта цифровых дидактических материалов для учащихся, сопровождающего  лабораторный физический эксперимент. Выбор темы лабораторного занятия для выполнения первого проекта осуществляется студентами  в рамках  трех разделов учебной программы по физике: «Механика». «Молекулярная физика. термодинамика», «Электродинамика».

Второй проект связан с  разработкой учебно-методических материалов для учителя - подготовкой учебно-методического комплекса (УМК)  лабораторного занятия по выбранной теме. Как видно, содержание самостоятельной работы студентов  направлено на решение будущими учителями достаточно сложных профессиональных задач. В итоге работы студенты создают материалы, которые могут быть с успехом использованы на педагогической практике, а также могут быть рекомендованы для применения практикующими учителями.

Сложность разрабатываемых проектов требует  использования групповых и коллективных форма учебной работы (как во время занятий, так и в условиях самоподготовки студентов к занятию). Разработку комплектов дидактических и учебно-методических материалов целесообразно осуществлять в малых учебных группах (по 2-3 студента). Распределение заданий в группе целесообразно осуществлять в зависимости от интересов и уровня  готовности каждого конкретного студента к разработке соответствующего элемента комплекта. Студенты могут самостоятельно планировать распределение обязанностей в группе по подготовке учебных материалов. Очевидно, что в составе проекта есть виды работы, которые целесообразно выполнять только в группе (например, подготовка и осуществление видеосъемки лабораторного эксперимента, озвучивание видеоролика, настройка и выполнение автоматизированного эксперимента и др.). В любом случае при подготовке комплекта дидактических материалов (ДМ) и УМК объем работы для каждого участника группы должен быть примерно одинаковым.

На аудиторных учебных занятиях  перед началом лабораторного эксперимента  следует практиковать коллективное обсуждение студентами проблем, возникающих при самостоятельной разработке отдельных элементов комплекта ДМ и УМК. Обсуждение должно сопровождаться демонстрацией рабочих материалов студентов. Целесообразно, чтобы в течение семестра  на занятиях практикума со своими рабочими материалами выступили все студенты академической группы. Такие выступления являются основой для профессиональных дискуссий, для коллективной творческой работы студентов по решению профессиональных проблем. Обсуждение проблем разработки творческих проектов является эффективным средством подготовки студентов к итоговому контролю результатов их самостоятельной работы над проектами.

Самостоятельная работа студентов (индивидуальная и групповая) организуется на базе Лаборатории ЦОР и педагогического проектирования. При выполнении проектных заданий студенты имеют возможность обращаться к ресурсной базе лаборатории (медиатека, оргтехника, аудио- и видеомонтажный комплекс, издательский комплекс ЛПП).

Наиболее  качественные и творчески реализованные проекты могут составить основу для курсовых и дипломных работ студентов, а также конкурсной научно-методической работы кафедры и лаборатории педагогического проектирования (региональные и федеральные конкурсы). Лучшие работы студентов могут быть опубликованы.

 

Рабочая программа разработана на основании требований ГОС ВПО и учебного плана специальности 050203 – физика;  квалификация:  учитель физики.

 

Рабочая программа рассмотрена на заседании кафедры мультимедийной дидактики и информационных технологий обучения и утверждена на 2007/2008 учебный год.  Протокол № 19-2006/9 от «06» сентября 2007г.

 

Заведующий кафедрой мультимедийной дидактики и информационных технологий обучения Пермского государственного педагогического университета, д.п.п., профессор

_________________    Е.В. Оспенникова

                         подпись



[1] При базовой продолжительности семестра 17 недель.