Активно використовуються комп'ютерні технології навчання можно систематизувати, по дидактичним функціям:
Підвищує і стимулює інтерес учнів завдяки мультимедійним технологіям.
• Активізують розумову діяльність і ефективність засвоєння матеріалу завдяки інтерактивності.
• Дозволяють моделювати і візуалізувати процеси, складні для демонстрації в реальності (від моделювання небезпечних фізичних явищ до економічних моделей).
• Дозволяють індивідуалізувати навчання не тільки за темпом вивчення матеріалу, але і по логіці і типу сприйняття учнів.
• Дозволяють організовувати дистанційне навчання, не тільки в цілях заочного або екстерном навчання, але й для учнів, які пропускають заняття через хворобу.
• Надають учням можливість самостійного дослідницького пошуку матеріалів, опублікованих в Internet для підготовки доповідей та рефератів, надають допомогу в пошуках відповідей на проблемні питання.
• Багаторазово підвищують швидкість і точність збору й обробки інформації про успішність навчання, завдяки комп'ютерного тестування і контролю знань, дозволяють вести екстрену корекцію (результат - відразу)

Тільки на основі цих функцій можна сформулювати основні тенденції, закладені в основі комп'ютерних навчальних технологій (КУТ).
КУТ дозволяє розвивати самостійність. Це властивість закладено в самому понятті «персональний комп'ютер». Робота здійснюється тільки в режимі один-на-один. Розвивають навички самооцінки. Таку можливість дають як спеціалізовані програми контролю знань, так і при роботі з будь-яким програмним забезпеченням, працює ефект: «Смог-не-зміг», коли учень бачить результат навіть раніше вчителі. Розвивають активність. На відміну від таких звичних форм як лекції, перегляд відео та кінофільмів припускають постійну участь учня - користувача комп'ютера в тому, що відбувається. Привчають і долучають до пошукової та творчої діяльності. Розвивають уяву і модельне бачення. Будь-яка навчальна комп'ютерна програма є моделлю в гносеологічному сенсі слова. Учень пізнає реальність за допомогою комп'ютера через умовні поняття і зображення, їх можна помацати, вони завжди фактично двовимірні, незважаючи на те, що використовується найчастіше так звана 3D графіка.

Отже, основними комп'ютерними технологіями на уроках фізики і, можливо, астрономії, можна назвати:
• Комп'ютерне моделювання;
• Навчання у співпраці:
• Диференційований підхід;
• Проведення віртуальних лабораторних робіт;
• Навчальні програми;
• Використання гіпертекстових (контекстно-связаних) навчальних посібників;
• Створення мультимедійних презентацій;
• Контроль знань, тестування;

Цей поділ досить умовний. Більшість програмних засобів об'єднують в собі ці технології. Серед них можна назвати такі як «Відкрита фізика», «Фізика в картинках», «1С: репетитор. Фізика »(Фірма 1С),« Курс фізики для школярів і абітурієнтів »(фірма Медіахауз),« Фізика в тексту, рішеннях і демонстраціях для школярів і абітурієнтів »(Росучпрібор) і багато інших. На уроці може бути організований як окремий етап з використанням комп'ютера, так і можливість проведення повністю комп'ютеризованого уроку, правда, існують норми часу роботи за комп'ютером, за якими це робити не рекомендується.

При навчанні фізики в середній школі, викладач зазвичай стикається з такими труднощами:
• Учні не можуть представити деякі явища, такі як явища мікросвіту і світу з астороміческімі розмірами;
• При вивченні деякого матеріалу вивчення його утруднюється незнанням учнів математичних апаратів, за допомогою якого матеріал може бути вивчений на високому теоретичному рівні (наприклад, незнання основ диференціального й інтегрального числень при вивченні механіки);
• Для вивчення явищ в школі не може використовуватися небудь обладнання по причині його дорожнечу, громіздкість чи небезпечність (наприклад, явища ядерної та квантової фізики);
• Зазвичай подібні речі вивчаються або на низькому науковому рівні, або пояснюються на «на пальцях», або взагалі не вивчаються, що, безумовно, позначається на рівні підготовки учнів.

Чисельне моделювання - порівняно новий науковий метод, що отримав розвиток завдяки розвитку ЕОМ. Суть методу полягає в наступному: на основі відомих законів, вже вивчених явищ створюється математична модель - абстрактний об'єкт, що підкоряється тим же законам. Математична модель, описана на мові ЕОМ, отримує можливість "ожити". Змінюючи деякі вхідні параметри, експериментатор може простежити за змінами, що відбуваються з моделлю. Змінюючи час, можна поспостерігати явище в динаміці, причому масштаб часу моделі може бути значно менше реального, що дозволяє протягом декількох хвилин поспостерігати явище, на спостереження якого в реальності довелося б витратити роки. Основна перевага методу полягає в тому, що він дозволяє не тільки поспостерігати, а й передбачити результат експерименту при якихось особливих умовах. Завдяки цій можливості описаний метод знайшов застосування в біології, хімії, соціології, екології, фізики, економіки та багатьох інших сферах знання.

Метод чисельного моделювання має такі переваги перед іншими традиційними методами:
• дає можливість змоделювати ефекти, вивчення яких в реальних умовах неможливо, або дуже важко з технологічних причин,
• дозволяє моделювати і вивчати явища, що передбачаються будь-якими теоріями;
• є екологічно чистим і не представляє небезпеки для природи і людини;
• забезпечує наочність;
• сприяє розвитку творчих здібностей;
• доступний у використанні.

Як було вже зазначено, крім демонстрацій, можливе застосування комп'ютерного моделювання для проведення лабораторних робіт, експериментальна установка в яких представлена комп'ютерною моделлю явища. Здійснення такого роду робіт може бути продиктовано складністю, дорожнечею або небезпечністю обладнання і самого експерименту. Такі багато ефекти квантової фізики та фізики ядра. Нерідко проблеми, пов'язані з обладнанням, з якими стикається викладач при проведенні рядового лабораторного практикуму, можуть бути вирішені заміною його комп'ютерної лабораторної роботою, хоча це, безумовно, має свої мінуси.

Ще одна специфічна роль моделювання на комп'ютері може бути реалізована в класах з поглибленим вивченням предмета, так як вимагає чималого часу, - це вирішення завдань, близьких до реальних умов, але які не можуть бути вирішені з достатньою точністю аналітично. По суті - це завдання на рішення чисельними методами. Подібного роду завдання зібрані в задачнику "Завдання з фізики для комп'ютера" Е.В. Бурсіана.

Такі заняття можуть проводитися як практикум, у ході якого учні повинні скласти математичну модель досліджуваного явища, реалізувати її на комп'ютері, а потім виконати з такою моделлю ряд експериментів. При цьому активізуються знання теоретичного матеріалу, учень активно залучається у творчу діяльність, що істотно збільшує результативність навчального процесу.

Практикум організується як сукупність занять з вивчення основ теорій відповідної дисципліни, математичних методів. Учні повинні виконати і в ході теоретичних занять усвідомити, як моделі практикуму можуть бути реалізовані, які ефекти істотні в даному явищі, які не дуже, і ними можна буде знехтувати, для кожної моделі необхідно записати відповідні закони.

Все це сприяє закріпленню в учнів знань законів і більш глибокого їх розуміння, удосконалює навички роботи з математичним апаратом. "Зворотній експеримент" сприяє також розвитку в учнів теоретичного мислення.

Крім цього можуть бути досягнуті і побічні, не мають прямого відношення до досліджуваного предмета, - практикум з фізичного моделювання не можливий без вивчення методів обчислювальної математики, і, звичайно, основ програмування ЕОМ.

У методичному плані практикум з комп'ютерного моделювання переслідує наступні цілі:
• вивчення законів розглянутої дисципліни;
• вивчення математичних методів цієї дисципліни;
• розвиток теоретичного і творчого мислення в учнів;
• розвиток уявлень про макро-і мікросвіті і явищах у них;
виховання в учнів почуття раціонального.

Такі практикуми мають тісні міжпредметні зв'язки з курсами алгебри і початків математичного аналізу та основ інформатики та обчислювальної техніки.

Людина, вміло, ефективно володіє технологіями та інформацією, має інший, новий стиль мислення, принципово інакше підходить до оцінки виниклої проблеми, до організації своєї діяльності. Ніяка машина не замінить працю вчителя, але комп'ютер може зробити цю працю більш ефективним, цікавим і для дітей, і для вчителя.

Таким чином, сучасні педагогічні технології у поєднанні з сучасними інформаційними технологіями можуть істотно підвищити ефективність освітнього процесу, вирішити поставлені перед освітньою установою завдання виховання всебічно розвиненої, творчовільної особистості.

Предмети: Фізика

Класи: Середня школа