Информационные технологии в преподавании раздела "Ядерная физика". Разработка теории и методики изучения раздела "Ядерная физика" с использованием информационных технологий. Анализ методики демонстрационного эксперимента по разделу "Ядерная физика".
Аннотация к работе
Поэтому настоящая исследовательская работа посвящена выявлению условий и средств, позволяющих эффективно использовать информационные технологии в преподавании раздела «Ядерная физика», так как содержание этого раздела является значимым для подготовки к единому государственному экзамену. В основу нашего исследования положена гипотеза, согласно которой информационные технологии являются условием и средством, позволяющим эффективно организовать самостоятельную работу на уроке; способствуют совершенствованию практических умений и навыков учащихся; позволяют индивидуализировать процесс обучения и развивают творческий потенциал учащихся. Разработать педагогическое программное средство, используемое в преподавании раздела «Ядерная физика» на основе Macromedia Flash 8 Pro. Практическая значимость обеспечивается содержащимися в исследовательской работе теоретическими положениями и выводами, которые могут найти применение в деятельности общеобразовательных школ с целью изучения раздела «Ядерная физика» на основе информационных технологий. Из раздела «Ядерная физика» применяются следующие элементы, проверяемые на едином государственном экзамене по физике, приведенные в таблице 1.Анализ выполнения экзаменационной работы позволяет сделать вывод об усвоении основных законов и формул школьного курса физики по разделу «Ядерная физика», так как средний процент выполнения всех заданий составил 65%. Весьма поучителен модельный показ схемы опытов Резерфорда по рассеянию а-частиц на атомах золотой фольги, сопровождаемый расчетным экспериментом по упругому рассеянию; обсуждение того факта, что некоторые частицы резко меняли направление своего движения. Для рассмотрения состава атомных ядер в данном курсе используется схема опытов Резерфорда по обнаружению протонов в продуктах расщепления ядер. Для изучения энергии связи ядер используется модель «Энергия связи ядер». Интерактивный объект демонстрирует особенности строения ядра: Рисунок 9 Строение ядра атомаВ ходе исследования поставленной научной проблемы, в соответствии с задачами и целями получены следующие результаты: 1. Сделан анализ информационных и телекоммуникационных технологий, используемых при преподавании раздела «Ядерная физика», выделены достоинства и недостатки программ. Изучены требования, предъявляемые к педагогическим программным средствам, используемым в преподавании раздела «Ядерная физика». Были выделены следующие требования к обучающим программам: 1) Наличие анимаций, иллюстрирующих физические процессы.
План
Содержание
Введение
1. Информационные технологии в преподавании раздела «Ядерная физика»
1.1 Анализ существующих информационных технологий по разделу «Ядерная физика»
2. Разработка теории и методики изучения раздела «Ядерная физика» с использованием информационных технологий
2.1 Методика демонстрационного эксперимента по разделу «Ядерная физика»
2.2 Лабораторная работа «Наблюдение треков частиц в камере Вильсона»
2.3 Программа Macromedia Flash 8
Заключение
Список использованных источников ядерная физика информационный преподавание
Введение
Ядерная физика играет важную роль в формировании научного мировоззрения школьников, современных представлений о строении вещества. Однако, при преподавании данного раздела возникают сложности представления и визуализации процессов и экспериментов. Поэтому настоящая исследовательская работа посвящена выявлению условий и средств, позволяющих эффективно использовать информационные технологии в преподавании раздела «Ядерная физика», так как содержание этого раздела является значимым для подготовки к единому государственному экзамену.
В основу нашего исследования положена гипотеза, согласно которой информационные технологии являются условием и средством, позволяющим эффективно организовать самостоятельную работу на уроке; способствуют совершенствованию практических умений и навыков учащихся; позволяют индивидуализировать процесс обучения и развивают творческий потенциал учащихся.
Объект исследования информационные технологии.
Предмет исследования педагогические программные средства и их использование в процессе обучения физике.
Цель исследования: разработка педагогического программного средства и использования его в преподавании раздела «Ядерная физика» на основе Macromedia Flash 8 Pro.
Задачи исследования: 1. Проанализировать основные понятия и законы раздела «Ядерная физика».
2. Изучить методику раздела «Ядерная физика» на основе информационных и телекоммуникационных технологий.
3. Изучить требования, предъявляемые к педагогическим программным средствам используемые в преподавании физики.
4. Разработать методику обучения раздела «Ядерная физика» с использованием информационных и телекоммуникационных технологий.
5. Разработать педагогическое программное средство, используемое в преподавании раздела «Ядерная физика» на основе Macromedia Flash 8 Pro.
Практическая значимость обеспечивается содержащимися в исследовательской работе теоретическими положениями и выводами, которые могут найти применение в деятельности общеобразовательных школ с целью изучения раздела «Ядерная физика» на основе информационных технологий.
В первой главе приведена значимость раздела «Ядерная физика» в содержании единого государственного экзамена. Сделан анализ педагогических программных средств, которые можно использовать при изучении данного раздела.
Во второй главе разработана методика проведения демонстрационного эксперимента по разделу «Ядерная физика» и разработана лабораторная работа «Наблюдение треков частиц в камере Вильсона». Представлено описание разработанного педагогического программного средства.
Исследовательская работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы.
1. Информационные технологии в преподавании раздела «Ядерная физика»
1.1 Анализ существующих информационных технологий по разделу «Ядерная физика»
Вопросы раздела «Ядерная физика» активно применяется в едином государственном экзамене. Из раздела «Ядерная физика» применяются следующие элементы, проверяемые на едином государственном экзамене по физике, приведенные в таблице 1.
Таблица 1
Перечень элементов содержания раздела «Ядерная физика», проверяемых на едином государственном экзамене по физике
Физика атома
Планетарная модель атома Постулаты Бора Линейчатые спектры Лазер
Физика атомного ядра
Радиоактивность. Альфа-распад. Бетта-распад. Гамма-излучение. Закон радиоактивного распада. Нуклонная модель ядра. Заряд ядра. Массовое число ядра. Энергия связи нуклонов в ядре. Ядерные силы. Ядерные реакции. Деление и синтез ядер.
К уровню подготовки выпускников по разделу «Ядерная физика» предъявляются следующие требования: 1. Знать/Понимать: 1.1. Смысл физических понятий: Атом, атомное ядро, ионизирующие излучения, дефект массы, энергия связи, радиоактивность;
1.2. Смысл физических законов, принципов, постулатов: Постулаты Бора, закон радиоактивного распада; основные положения изучаемых физических теорий и их роль в формировании научного мировоззрения.
2. Уметь: 2.1. Описывать и объяснять: 2.1.1. Результаты экспериментов: радиоактивность;
2.2. Описывать фундаментальные опыты, оказавшие существенное влияние на развитие физики;
2.3. Приводить примеры практического применения квантовой физики в создании ядерной энергетики, лазеров;
2.4. Определять характер физического процесса по графику, таблице, формуле; продукты ядерных реакций на основе законов сохранения электрического заряда и массового числа;
2.6. Применять полученные знания для решения физических задач.
Каждый вариант экзаменационной работы состоит из 3-х частей и включает 35 заданий, различающихся формой и уровнем сложности. Распределение заданий по основным содержательным разделам курса физики приведено в таблице 2.
Таблица 2
Распределение заданий по основным содержательным разделам курса физики в зависимости от формы заданий
Вывод
В ходе исследования поставленной научной проблемы, в соответствии с задачами и целями получены следующие результаты: 1. Проанализированы основные понятия и законы раздела «Ядерная физика».
2. Сделан анализ информационных и телекоммуникационных технологий, используемых при преподавании раздела «Ядерная физика», выделены достоинства и недостатки программ.
3. Изучены требования, предъявляемые к педагогическим программным средствам, используемым в преподавании раздела «Ядерная физика».
Были выделены следующие требования к обучающим программам: 1) Наличие анимаций, иллюстрирующих физические процессы.
2) Наличие моделей, с помощью которых можно было бы продемонстрировать динамику процесса, провести его исследование.
3) Наличие видеодемонстраций применения физических явлений и законов в медицине, промышленности и так далее.
4) Удобная навигация по ресурсу.
5) Возможность фрагментарного использования программы (для экономии времени на уроке).
6) Наличие разноуровневых многовариантных проверочных заданий по каждой изучаемой теме.
7) Удобная система оценивания выполненных учеником заданий.
4. Используя Macromedia Flash 8 Pro, разработано педагогическое программное средство, которое может быть использовано в преподавании раздела «Ядерная физика». ППС существенно облегчает процесс восприятия и понимания этого раздела. Для учителей программное средство на уроках облегчает объяснение материала.
Список литературы
1. Браун, Ю.С. Модульное обучение мультимедийным технологиям / Ю.С. Браун // Информатика и образование.2002. № 5. С. 23-25.
2. Бугаев, А.И. Методика преподавания физики в средней школе: Теорет. Основы / А.И. Бугаев. М.: Просвещение, 1981. 288 с.
3. Волнистова, Т.В. Ядерная физика: Методические рекомендации учителю физики / Т.В. Волнистова. М.: ИОСО РАО, 2004. 62 с.
4. Гулд, Х. Компьютерное моделирование / Х. Гулд, Я. Тобольчик. М.: Мир, 1990. 720 с.
6. Егорова, Ю.Н. Мультимедиа технология как инструмент развивающей педагогики / Ю.Н. Егорова // Информационные технологии в образовании.1997. № 5. C. 25-37.
7. Егорова, Ю.Н. Мультимедиа технологии как средство повышения эффективности обучения в школе / Ю.Н. Егорова // Информатика. 2004. №7.С. 99-101.
8. Захарова И.Г. Информационные технологии в образовании / И.Г.Захарова. М.: Академия, 2003. 189 с.
9. Кавтрев, А.Ф. Опыт использования компьютерных моделей на уроках физики в школе «Дипломат»» Сб. РГПУ им. А.И. Герцена / А.Ф. Кафтерев. Санкт-Петербург: Физика в школе и вузе, 1998. 124 с.
10. Каменецкий, С.Е. Теория и методика обучения физике в школе: Общие вопросы: Учебное пособие для студентов высших педагогических учебных заведений / С.Е. Каменецкий. М.: Издательский центр «Академия», 2000.358 с.
11. Каменецкий, С.Е. Теория и методика обучения физике в школе: Частные вопросы: Учебное пособие для студентов высших педагогических учебных заведений / С.Е. Каменецкий. М.: Издательский центр «Академия», 2000. 384 с.
12. Компьютерные коммуникации в школе: Пособие для учителя. М.: Институт средств обучения РАО, 1995. 167 с.
13. Машбиц, Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения / Е.И. Машбиц. М.: Педагогика, 1988. 192 с.
14. Михеев В.И. Моделирование и методы теории измерений в педагогике / В.И. Михеев. М.: УРСС, 2004. 196 с.
15. Мясников, С.П. Пособие по физике / С.П. Мясников, Т.Н. Осанова. М.: Высшая школа, 1988. 400с.
16. Открытая физика: В 2 ч./ Под ред. СМ. Козелла. М.: ООО «Физикой», 2002.
17. Полат, Е.С. Современные педагогические и информационные технологии в системе образования / Е.С.Полат, М.Ю.Бухаркина. М.: Академия, 2007. 362 с.
18. Репетитор по физике КИМ. М.: Кирилл и Мефодий, 2002.
19. Журнал «КОМПЬЮТЕРПРЕСС» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.compress.ru.
20. Dumka [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://dumka.in.ua/.