1. Краткое описание возможностей электронного пособия

1.4. Использование электронного пособия в учебном процессе

1.4.1. Начало работы

При первом запуске ИУМК появляется предложение зарегистрировать пользователя. Регистрация необходима для сохранения результатов прохождения лабораторных работ, тестов, результатов выполнения контрольных работ в локальной базе данных.

Регистрационная форма подразумевает заполнение следующих полей:

Рис. 1а.

При последующих запусках появляется поле входа пользователя под личным именем и паролем с возможностью запоминания пароля, а также возможность регистрации нового пользователя.

Рис. 1б.

1.4.2. Формы организации учебного процесса

ИУМК «Физика 7-9» может быть эффективно использована на всех этапах учебно-воспитательного процесса общеобразовательного учебного заведения в следующих режимах:

- демонстрация учебного материала во время проведения занятий с учителем в учебных кабинетах, оснащенных компьютером и LCD-проектором с проекционным экраном;

- использование во время проведения занятий с учителем в обыкновенных учебных компьютерных классах;

- использование во время проведения занятий с учителем в учебных компьютерных классах, рассчитанных на 12 компьютеров и оснащенных LCD-проектором (здесь и далее в аналогичной ситуации имеется в виду, что один компьютер приходится на 2-3 учеников одновременно);

- использование во время проведения занятий с учителем в учебных компьютерных классах, рассчитанных на 30 компьютеров и оснащенных LCD-проектором (здесь и далее в аналогичной ситуации имеется в виду, что каждый ученик использует в учебном процессе компьютер индивидуально);

- самостоятельная работа учеников с ИУМК во внеурочное время в компьютерном классе;

- самостоятельное использование при работе на домашнем компьютере для подготовки к урокам и т.п.

В качестве примера приведем несколько возможных моделей использования электронного пособия «Физика 7-9» в учебном процессе.

Электронное пособие включает в себя следующие типы образовательных ресурсов:

1) Интерактивные уроки

2) Интерактивные повторительно-обобщающие уроки

3) Интерактивные контрольные работы

4) Интерактивные лабораторные работы

5) Интерактивные викторины

Рассмотрим подробно формы и режимы использования данных цифровых ресурсов.

1.4.3. Интерактивный урок

Этот тип цифрового образовательного ресурса может быть использован при проведении следующих типов уроков:

- урок изучения нового (комбинированный урок),

- урок закрепления знаний.

Урок изучения нового (комбинированный урок)

Типы учебных кабинетов, в которых целесообразно проводить урок с использованием данного цифрового ресурса:

1) Учебные кабинеты, оснащенные компьютером и LCD-проектором с проекционным экраном

В этом случае учитель может использовать материалы интерактивного урока на любом этапе в качестве демонстрационного материала для объяснения нового, организации дискуссий в классе и для проведения опроса учащихся.

2) Учебные компьютерные классы, рассчитанные на 12 компьютеров и оснащенные LCD-проектором с проекционным экраном

В данной ситуации схема построения урока становится очень гибкой и может варьироваться в зависимости от предпочтений педагога. В любом случае предполагается организация групповой работы учащихся на любом из этапов урока (см. ниже). Наличие компьютера с проектором у учителя позволяет ему, как направлять работу в группах, так и организовать дискуссию по результатам групповой работы, демонстрируя наиболее важные моменты изучаемого материала.

3) Учебные компьютерные классы, рассчитанные на 12 компьютеров

Отличие данной ситуации от предыдущей заключается в изменении роли учителя от «наставника» до «консультанта».

4) Учебные компьютерные классы, рассчитанные на 30 компьютеров и оснащенных LCD-проектором с проекционным экраном

Проведение урока изучения нового в кабинете такого типа целесообразно в том случае, когда предполагается сделать акцент на самостоятельное изучение предлагаемого материала. Наличие компьютера с проектором у учителя позволяет ему, как направлять работу учеников, так и организовать дискуссию, демонстрируя наиболее важные моменты изучаемого материала.

5) Учебные компьютерные классы, рассчитанные на 30 компьютеров

Отличие данной ситуации от предыдущей заключается в изменении роли учителя.

Основные этапы урока:

1) Мотивационный этап

В начале урока учитель использует прием драматизации в обучении, ситуации знакомства. Например, задает вопросы, на которые учащиеся должны ответить, чтобы потом они могли сравнить свои ответы с ответами на те же вопросы, но только уже после прохождения урока. На этом этапе учителю окажут помощь анимации, раскрывающие связь изучаемого явления с окружающей нас действительностью.

2) Этап «создания» нового знания

На этом этапе учитель знакомит с тематикой и целями урока. Вводит ключевые понятия и рассказывает о новых явлениях и законах. При изложении учитель может использовать возможности LCD-проектора, чтобы высвечивать текст на большом экране, либо рассадить учащихся за компьютеры и советовать им, на что надо обратить внимание в интерактивном уроке. При объяснении явлений и законов учитель может активно использовать для демонстраций анимации, интерактивные модели и интерактивные опыты. При демонстрации интерактивных моделей и опытов учитель может параллельно вести диалог с классом, который может диктовать свои параметры для испытания модели и обсуждать результаты интерактивных опытов и результаты работы с моделями. В заключение данного этапа, при возможности, учитель может предложить учащимся самостоятельно просмотреть только что пройденный материал, чтобы каждый учащийся индивидуально заострил внимание на более сложных для него моментах и задал учителю вопросы, которые ему непонятны.

В случае, когда урок проходит в компьютерном классе, именно на этом этапе появляется возможность сделать акцент на самостоятельное изучение учащимися материалов урока и последующее их обсуждение с учителем.

3) Этап применения нового знания

На этом этапе интерактивные модели и опыты могут также использоваться для применения нового знания. При их демонстрации учитель может параллельно вести диалог с классом, который может диктовать свои параметры для испытания модели и обсуждать результаты интерактивных опытов и результаты работы с моделями.

В случае, когда урок проходит в компьютерном классе, на данном этапе учащимся дается возможность самостоятельно поработать с интерактивными моделями и опытами для закрепления пройденного материала.

4) Формулировка типовой задачи и выделение метода решения

Если урок подразумевает решение задач, то далее учитель объясняет решение типовой задачи, используя материалы интерактивного урока.

5) Самостоятельное решение задач

После объяснения учителя, ученикам предлагается самостоятельное решение задач. При наличии достаточного количества компьютеров учащиеся индивидуально решают задачи, при недостаточном количестве компьютеров учащиеся делятся на группы и решают задачи коллективно, что способствует развитию коммуникативных компетенций. При работе в учебном кабинете с LCD-компьютером учитель высвечивает на экран задачи для самостоятельного решения, и учащиеся самостоятельно решают задачи в тетради.

6) Контрольный этап

На контрольном этапе ученикам предлагается самостоятельная работа с тестами и вопросами для самоконтроля на персональных компьютерах индивидуально или в группе. При работе в простом учебном кабинете с LCD-компьютером, текст и картинки заданий высвечиваются на большом экране, учащиеся решают тесты и отвечают на вопросы письменно и/или устно. Проверку результатов осуществляет учитель или сами ученики, обменявшись тетрадями. При этом правильные ответы учитель высвечивает на большом экране посредством LCD-проектора.

При проведении урока в компьютерном классе ученики решают контрольные задания на компьютере, которые сохраняются в локальную базу данных и в дальнейшем могут быть оценены, распечатаны и т.п.

7) Этап подведения итогов

Учитель подводит итоги урока, обсуждая с классом результаты контрольных заданий. Проговаривает основные тезисы урока. При этом учитель может задавать учащимся наводящие вопросы, чтобы ученики сами подвели итоги урока. На этом этапе также могут использоваться материалы электронного пособия.

Урок закрепления знаний

Типы учебных кабинетов, в которых целесообразно проводить урок с использованием данного цифрового ресурса, — это учебные кабинеты любой формы оснащения, описанной выше.

Во всех этих случаях учитель может использовать материалы интерактивного урока аналогично вышесказанному.

Основные этапы урока:

1) Этап применения нового знания

В случае, когда урок проходит в компьютерном классе, на данном этапе урока учащимся дается возможность самостоятельно поработать с интерактивными моделями и опытами для закрепления пройденного материала.

2) Формулировка типовой задачи и выделение метода решения

Если урок подразумевает решение задач, то учитель объясняет решение типовой задачи, используя материалы интерактивного урока.

3) Самостоятельное решение задач

После объяснения учителя, ученикам предлагается самостоятельное решение задач. При наличии достаточного количества компьютеров учащиеся индивидуально решают задачи, при недостаточном количестве компьютеров учащиеся делятся на группы и решают задачи коллективно, что способствует развитию коммуникативных компетенций. При работе в учебном кабинете с LCD-компьютером учитель высвечивает на экран задачи для самостоятельного решения и учащиеся самостоятельно решают задачи в тетради.

4) Контрольный этап

5) Этап подведения итогов

1.4.4. Интерактивный повторительно-обобщающий урок раздела

Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний.

Типы учебных кабинетов, в которых целесообразно проводить урок с использованием данного цифрового ресурса:

- учебные кабинеты, оснащенные компьютером и LCD-проектором с проекционным экраном;

- учебные компьютерные классы, рассчитанные на 12 компьютеров;

- учебные компьютерные классы, рассчитанные на 12 компьютеров и оснащенные LCD-проектором с проекционным экраном;

- учебные компьютерные классы, рассчитанные на 30 компьютеров;

- учебные компьютерные классы, рассчитанных на 30 компьютеров и оснащенных LCD-проектором с проекционным экраном.

Для данного типа уроков принципы использования материалов электронного пособия аналогичны описанным выше.

Примером концепции сценария итогового урока может служить итоговый урок к теме 4 «Давление твердых тел, жидкостей и газов» с интерактивной компьютерной игрой «Путешествие на воздушном шаре». Этот урок в форме «практических» расчетов и интерактивных моделей позволяет вспомнить и углубить практически все основные понятия, изученные в данном разделе курса.

1.4.5. Интерактивная контрольная работа

Тип урока: урок контроля и оценки знаний.

Типы учебных кабинетов, в которых целесообразно проводить урок с использованием данного цифрового ресурса:

- учебные компьютерные классы, рассчитанные на 12 компьютеров;

- учебные компьютерные классы, рассчитанные на 30 компьютеров;

Описание урока:

Как уже говорилось выше, интерактивная контрольная работа — это урок, предоставляющий учителю следующие возможности:

- проведение контрольной работы по предлагаемым в электронном пособии индивидуальным траекториям;

- проведение контрольной работы по комбинированному варианту с использованием интерактивных задач электронного пособия;

- формирование собственных вариантов контрольных заданий.

В электронном пособии содержатся материалы для контрольных работ трех уровней сложности: «среднего» (А) и «достаточного» (Б), а также задания повышенной сложности (задания «высокого» уровня). На каждый из уровней сложности предлагается два варианта заданий. При этом числовые значения, входящие в условия задач, задаются динамически с использованием генератора случайных чисел. Таким образом, при проведении контрольной работы даже при выборе одинакового варианта учащиеся получают формально различные задачи.

Задания повышенной сложности не входят в базовый набор заданий для контрольной работы и могут быть использованы учителем в зависимости от его предпочтений.

В компьютерном классе с достаточным количеством компьютеров (1 компьютер на человека) каждому учащемуся предлагается свой вариант контрольного задания и, по желанию учителя, задача(-и) повышенной сложности. При этом имеется возможность выбора одного из двух типов визуализации хода решения задачи:

а) с визуализацией основных промежуточных вычислений;

б) без визуализации промежуточных вычислений.

Вариант «а», с одной стороны, несколько облегчает учащемуся решение задач, но, с другой стороны, позволяет оценить проделанную работу более комплексно. Выбор здесь полностью остается за учителем.

По завершению выполнения контрольной работы результаты работы учеников по возможности распечатываются, либо учитель собирает данные по выполнению контрольной работы, используя вкладку «Мои результаты». Логика представления результатов предполагает индикацию правильности решения каждого задания. В случае, когда ученик выполняет контрольную работу с вводом промежуточных вычислений, результаты работы включают в себя как анализ каждого вычисления в отдельности, в том числе и промежуточного, с разбором неправильных ответов, так и комплексную оценку заданий в процентах правильных ответов, где также учитываются все промежуточные вычисления. В случае, когда учащийся выполняет контрольную работу без ввода промежуточных вычислений, результаты представляются в терминах «правильно/неправильно». Право выставить итоговую оценку по всей контрольной работе остается за учителем.

Если учитель ставит целью помимо результатов проверить также правильность оформления задач, то при проведении контрольной работы в компьютерном классе с достаточным количеством компьютеров учитель может потребовать от учащихся оформления контрольной работы в тетради с параллельным занесением результатов решения задач в компьютер. Такой вариант проведения контрольной работы позволит комплексно оценить знания и умения школьников по интересующей теме. С одной стороны, компьютерное пособие позволит оперативно оценить результаты выполнения контрольной работы учениками, а тетради учеников, с другой стороны, продемонстрируют навыки оформления задач в формальном виде.

Хотелось бы также отметить, что традиционные правила оформления задач будут предварительно использоваться в уроках электронного пособия, посвященных объяснению решения задач по заданной теме еще до того, как будет предложена первая контрольная работа.

Ситуация, при которой в ходе проведения контрольной работы по физике количество компьютеров оказывается равным количеству учащихся, кажется на сегодняшний день достаточно нетипичной. При этом многие учителя придают большое значение решению задач в тетрадях. В этой связи в ИУМК «Физика 7-9» предусмотрена возможность создания учителем собственных вариантов заданий с последующим распечатыванием их на принтере в виде карточек-заданий. Это дает возможность гибкого использования предлагаемых материалов в учебных кабинетах различного типа.

В случае компьютерного класса с недостаточным количеством компьютеров (1 компьютер на 2-3 человека) учитель может разделить учеников на группы, соответствующие количеству компьютеров. При этом часть контрольной работы по желанию учителя может быть распечатана в бумажном варианте. В то время, пока одна группа выполняет работу на компьютере, учащимся другой (других) группы (групп) предлагается выполнить часть контрольной на бумажных носителях. При необходимости группы могут меняться местами. Результаты компьютерного тестирования оцениваются так же, как и в случае работы в классе с достаточным количеством компьютеров. Результаты решения типовых задач оценивает учитель, собрав листы с решениями учеников. Далее на основе комплексной оценки учитель выставляет итоговые оценки по результатам выполнения контрольной работы.

Хочется отметить, что при использовании компьютеров в ходе выполнения контрольной работы, все предлагаемые задания сопровождаются анимациями, иллюстрирующими условие предлагаемого задания. При этом реализована возможность остановить анимацию и проиграть ее снова. В случае, когда учитель готовит карточки-задания, на них автоматически помещается необходимый рисунок.

Все ответы на задачи, входящие в контрольные работы можно найти в п.4.1.3.

Логика построения урока «Интерактивная контрольная работа»

На титульной странице контрольной работы присутствует название раздела и номер соответствующей контрольной работы. Здесь же необходимо выбрать уровень сложности (А, Б) и вариант (I, II) контрольной работы, рекомендованный учителем. Кроме этого на титульной странице присутствует 2 поля выбора. Первое поле выбора — «Показывать промежуточные вычисления» — подразумевает, что учащемуся помимо полей ввода окончательных ответов будет предложено заполнить поля с промежуточными вычислениями. Второе поле выбора — «Печать карточек» — предназначено в помощь учителю для возможности распечатывания карточек-заданий по данной контрольной работе.

Рис. 2. Титульная страница интерактивной контрольной работы

На Рисунке 2:

◦ А — «средний» уровень сложности

◦ Б — «достаточный уровень сложности»

◦ Вариант I, II — варианты заданий в каждом из уровней

◦ Режим «Показывать промежуточные вычисления» подразумевает, что учащемуся помимо полей ввода окончательных ответов будет предложено заполнить поля с промежуточными вычислениями.

◦ Режим «Печать карточек» подразумевает переход в режим работы для учителя, при котором он может распечатать карточки-задания.

При индивидуальной работе учеников реализуется следующая схема выполнения контрольной работы:

Рис.3. Решение задачи при выбранном режиме «Показывать промежуточные вычисления»

На Рисунке 3:

◦ С помощью кнопок навигации №1, №2, … ученик может осуществлять переход между задачами в произвольном порядке. При этом задачи повышенной сложности помечены звездочкой (*) и могут быть включены в контрольную работу по желанию учителя. Кнопка задачи, открытой в данный момент, заблокирована. Кнопка задачи, на которую получен ответ, отмечена галочкой. Считается, что ответ получен, если нажата кнопка «Ввод».

◦ По завершению выполнения контрольной работы результаты с подробным разбором решений становятся доступны во вкладке «Результаты» (Рис.4). При этом после выхода из урока «Контрольная работа» все эти подробности не сохраняются, а во вкладке «Мои результаты» электронного пособия сохраняются данные о том, какие задачи были решены в терминах «правильно-неправильно».

Рис. 4. Вкладка «Результаты», доступная после выполнения контрольной работы

1.4.6. Интерактивная лабораторная работа

Тип урока: урок комплексного применения знаний.

Типы учебных кабинетов, в которых целесообразно проводить урок с использованием данного цифрового ресурса:

- учебные кабинеты, оснащенные компьютером и LCD-проектором с проекционным экраном;

- учебные компьютерные классы, рассчитанные на 12 компьютеров;

- учебные компьютерные классы, рассчитанные на 30 компьютеров;

Описание урока:

Интерактивные лабораторные работы могут быть использованы в разных режимах и по разным траекториям в зависимости от предпочтений учителя и степени оснащенности учебного кабинета физическим оборудованием. Рассмотрим основные режимы использования интерактивных лабораторных работ данного электронного пособия:

1) В учебном классе при наличии индивидуальных комплектов необходимого физического экспериментального оборудования учитель может посредством проектора демонстрировать ход лабораторной работы в процессе выполнения учениками натурной лабораторной работы. Кроме этого, материалы интерактивных лабораторных работ электронного пособия могут быть использованы в качестве дополнительного материала при подготовке к проведению натурной лабораторной работы (подготовка может проводиться как в классе под руководством учителя, так и самостоятельно).

2) В компьютерном классе при наличии столов для фронтальной (лекционной или самостоятельной) работы и индивидуальных комплектов необходимого экспериментального оборудования ученик выполняет поочередно и компьютерную и натурную лабораторные работы. При этом ученик имеет возможность сравнить результаты виртуального эксперимента с результатами натурного. Здесь же можно успешно организовать групповую работу учащихся в зависимости от количества компьютеров в классе и комплектов экспериментального оборудования.

3) В случае отсутствия необходимого экспериментального оборудования интерактивные лабораторные работы целесообразно проводить в компьютерных классах. В классах с 12-ю компьютерами можно успешно организовать групповую работу учащихся.

1.4.7. Интерактивные викторины

Интерактивные викторины могут использоваться в кабинетах любого уровня оснащенности компьютерной техникой в качестве дополнительного материала закрепления полученных знаний на заключительных уроках раздела по усмотрению учителя. Желательно организовать прохождение викторин учениками самостоятельно в компьютерных классах, поскольку такой режим их использования способствует наиболее эффективному усвоению пройденного материала.

Интерактивные викторины также можно использовать в дополнительные часы при проведении различного рода творческих занятий по физике.

При прохождении викторин возможен выбор одного из двух уровней сложности:

Уровень 1: необходимо сопоставить используемые понятия при условии, что все необходимые поля являются открытыми.

Уровень 2: необходимо сопоставить используемые понятия при условии, что все необходимые поля являются открытыми лишь короткий промежуток времени, после чего они закрываются. При этом учитывается время выполнения задания.