Важной  частью этого ЭОР является система  базовых мультимедийных анимаций, необходимых  для визуализации физических понятий  и законов, а также моделирования  физических процессоа. Это позволяет  более доступно излагать учебный  материал, и акцентировать внимание обучаемого на главных соотношениях данного определения или закона

     Одним из примеров применения анимационных технологий в данной программе, является исследование динамики изменения модуля и направления векторных велечин  в зависимости от начальных условий  и времени. Например показать связь  между скоростью и ускорением. 

     

     Рис.4 Мультимедийная визуализация определения «Центростремительное ускорение»  [11,c. 13].

     Другим  примером представленным на рис. 5 является мультимедийный сценарий раздела кинематики «Движение под действием силы тяжести». Задавая различные исходные параметры движения (начальную скорость, начальные координаты и угол) (рис.5а), обучаемый исследует динамику изменения кинематических параметров (координат, проекций и модуля вектора скорости, проекций вектора ускорения) в режиме реального времени (рис.5б). Встроенные функции позволяют определять высоту и дальность полета для выбранных начальных условий (рис.5в).

     

     Рис.5а

     

     Рис.5б

     

     Рис.5в

     Рис.5 Мультимедийный сценарий раздела динамики «Движение под действием силы тяжести»: а) задание начальных условий; б) визуализация динамики процесса; в) расчет дальности полета  [11,с. 14].

     Так же примерами являются мультимедийные модели упругого и неупругого соударения. Анимация виртуального эксперимента «Абсолютно неупругий центральный удар» представлена на рис.6. Начальными данными задачи являются массы и проекции начальных скоростей взаимодействующих тел. Программа наглядно показывает физическую модель и методику расчета потерь энергии и скорости после абсолютно неупругого соударения.

     В дальнейшем базовые анимации в качестве основы применялись для создания новой методики решения задач  и создания виртуального лабораторного  практикума, что позволило значительно  снизить трудоемкость процесса построения учебно-методического контента.

     

     Рис.6 «Абсолютно неупругий центральный удар» [11,с. 15].

     На  основе базовых анимаций разработана новая методика проведения семинарских занятий, позволяющая пошагово излагать решения задач любой степени сложности. В качестве примера на рис.7 представлены элементы мультимедийной сценария решения задачи по разделу «Движение под действием силы тяжести». Каждый элемент решения сопровождается подробными методическими указаниями и анимациями. При необходимости обучаемый может регулировать скорость подачи учебного материала. Эту методику можно применять для проведения практических занятий по всем разделам общего курса физики.

     Виртуальный лабораторный практикум, созданный  в рамках открытой системы компенсирует недостаток навыков практической работы с приборами и установками, наглядно демонстрирует связь между теорией и практикой физического эксперимента. На основании данных виртуального эксперимента обучаемый проводит вычисления и заносит полученные результаты в таблицу. Программа автоматически проверяет правильность полученных данных (с учетом погрешности эксперимента) и указывает ошибки расчетов. Пример практической реализации виртуальной лабораторной работы «Упругое соударение двух тел» представлен на рис. 8. Задавая начальные массы тел и измеряя углы отклонения шаров до и после соударения, обучаемый проверяет закон сохранения импульса системы тел. Результаты расчетов импульсов тел до и после соударения заносятся в таблицу. Автоматическая проверка расчетных данных осуществляется нажатием кнопки в разделе «Проверить значения импульсов».

     

     Рис.7 Элементы мультимедийного сценария решения задачи по разделу « Движения под действием силы тяжести»[11, с. 15].

     

Рис.8 Виртуальная лабораторная установка «Упругое соударение двух тел» [11, с. 16].

     Этот  электронный образовательный ресурс обеспечивает широкий обмен информацией, позволяет получать консультации преподавателя в режиме онлайн и по переписке, дает возможность учащимся обсуждать различные вопросы на чате и форуме системы.

2.2 Использование новых информационных технологий в учебном процессе

 

     Образование как одна из важнейших сфер человеческой деятельности, обеспечивающая формирование интеллектуального потенциала общества, в настоящее время в России находится в сложном положении. Поэтому в систему образования привлекают современные информационные и коммуникационные технологии, основанные на компьютерных сетях. Появление компьютерных сетей заставляет образование критически пересмотреть свое положение, так как коммуникационные технологии развиваются гораздо быстрее, чем возможности их использования в образовательных целях. Поэтому разработка различных моделей использования коммуникационных технологий в образовании является насущной проблемой. Бурное развитие информатики и информационных технологий ставит перед образованием проблему использования новых технических средств, совершенствования образовательных методик. Перед учеными и педагогами стоит задача оптимизации объективного процесса информатизации образования. В Национальном докладе Российской Федерации на II Международном конгрессе ЮНЕСКО определен один из основных механизмов реформирования системы образования – ее информатизация. Тем самым обозначено стремление вхождения России в мировое образовательное пространство, основывающееся на новых информационных технологиях.

     По  мнению Е.Т. Булгаковой «информационная технология» представляет собой методы обработки информации как результат сочетания технических возможностей вычислительной техники, электросвязи, информатики, направленных на сбор, накопление, анализ, доставку информации потребителям независимо от расстояния и объемов, на автоматизацию рутинных операций и подготовку аналитической информации для принятия решений [11,с. 63].

     Последние исследования зарубежных и отечественных  ученых показывают, что программы  усовершенствования школьного образования, в которых применялись новые технологии, дают положительные результаты как для школьников, так и для учителей. Многие школы и классы только недавно получили доступ к новым технологиям обучения, положительные результаты, выявленные в результате исследований, дают все основания надеяться на блестящее будущее для образования, если государство будет и дальше выполнять свои обязательства по развитию образовательных технологий. Применение имеющихся и новых технологий в школах и классах дает еще больше оснований для успеха. Имея широкий доступ, учителя смогут лучше помогать учащимся в овладении трудными для понимания понятиями и развить интерес к учебе, снабдить их доступом к информации и источникам знаний, а также удовлетворить индивидуальные запросы учащихся. Следуя из выше сказанного, если мы воспользуемся предоставленными нам возможностями, то образовательные технологии помогут повысить уровень обучения и улучшить успеваемость каждого ученика [12].

     Канадские ученые Е. Бороховский, Р.М. Бернард, Р.Ф. Шмид, Р.М. Тамим, Ф.К. Абрами, К.А. Ваде и  М.А.Суркес из университета Конкордия, Монреаль, Канада провели исследование  влиянии компьютерных технологий на академическую успеваемость и восприятие учебного процесса студентами ВУЗов.

     Для систематического исследования факторов воздействующих на разброс выборки  индивидуальных эффектов исследователи использовали смешанную модель анализа разнородности данных. Результаты свидетельствуют о следующем:

• использование в учебном процессе компьютерных технологий имеет оптимальный порог, за пределами которого дополнительное насыщение ведет к снижению позитивного эффекта на академическую успеваемость;
• наиболее эффективно компьютерные технологии влияют на успеваемость, когда основная цель их использования – поддержка когнитивных процессов, а не просто модернизация представления учебного материала;
• сходные по средним значениям результаты объективной оценки успеваемости и субъективной удовлетворенности студентов учебным процессом, проявляют неоднородную динамику под воздействием проанализированных моделирующих переменных [1].

 

     Однако стоит заметить, что использование новых информационных технологий ведет к решению острых проблем современного образования только в том случае, когда развитие технологической подсистемы образования сопровождается радикальными изменениями во всех других подсистемах: педагогической,  организационной, экономической и т.д. Таким образом, новые технологии только тогда могут быть эффективны в образовании, когда они не вписываются в уже существующую образовательную систему, а входят как элемент в новую систему образования [2,с. 4].

     Из  всего многообразия инновационных  направлений в развитии современной  педагогики можно выделить метод  проектов, обучение в сотрудничестве и разноуровневое обучение, так как в условиях существующей уже системы занятий они наиболее легко вписываются в учебный процесс, могут не затрагивать содержания обучения, которое определено образовательным стандартом.

     По мнению Н.А. Ермаковой образовательная ситуация, сложившаяся к настоящему времени определяется существованием определенных противоречий в образовании:

     - ускоряющийся рост информации, определяющей  содержание образования, несовместим  с ограниченным временем обучения  и возможностями субъектов образовательного  процесса;

     - образовательный процесс в начальной  школе должен основываться на  широком использовании возможностей  информационной образовательной  среды, для формирования которой  требуется активная работа педагогов  по подготовке электронных образовательных  ресурсов;

     - недостаточно разработаны теория  и практика проектирования учебно-методических  материалов нового поколения;

     - традиционные формы обучения уже не обеспечивают решения современных задач организации образовательного процесса (например, в электронном и дистанционном образовании) [11, с.65].

     То  есть, возникает потребность в осмыслении новых педагогических возможностей, связанных с применением электронных образовательных ресурсов и сочетания их с традиционными педагогическими технологиями в системе образования для повышения эффективности процессов обучения и воспитания.

     Интенсивное развитие процесса информатизации образования  влечет за собой расширение сферы  применения электронных образовательных  ресурсов. В настоящее время можно  уже вполне определенно выделить успешно и активно развивающиеся  направления в образовании:

     – реализация возможностей программных  средств учебного назначения (проблемно-ориентированных, объектно-ориентированных, предметно-ориентированных) в качестве средства обучения, объекта  изучения, средства управления, средства коммуникации, средства обработки информации.

     – интеграция возможностей сенсорики, средств  для регистрации и измерения  некоторых физических величин, устройств, обеспечивающих ввод и вывод аналоговых и дискретных сигналов для связи  с комплектом оборудования, сопрягаемого с ЭВМ, и учебного, демонстрационного  оборудования при создании аппаратно-программных  комплексов[10,с.256].

     Использование таких комплексов предоставляет  обучаемому инструмент исследования, благодаря которому можно осуществлять регистрацию, сбор, накопление информации об изучаемом или исследуемом реально протекающем процессе; создавать и исследовать модели изучаемых процессов; визуализировать закономерности процессов, в том числе и реально протекающих; автоматизировать процессы обработки результатов эксперимента; управлять объектами реальной действительности. Применение этих комплексов, учебного, демонстрационного оборудования, функционирующего на базе электронных ресурсов, позволяет организовывать экспериментально-исследовательскую деятельность – как индивидуальную (на каждом рабочем месте), так и групповую, коллективную с реальными объектами изучения, их моделями и отображениями. Это обеспечивает широкое внедрение исследовательского метода обучения, подводящего учащегося к самостоятельному "открытию" изучаемой закономерности, способствует актуализации процесса усвоения основ наук, развитию интеллектуального потенциала, творческих способностей.

     Также использование учителем качественных электронных образовательных ресурсов делает реальным для учащихся получение адекватного современным запросам школьного образования вне зависимости от месторасположения учебного заведения. Из психологии известно, что зрительные анализаторы обладают более высокой пропускной способностью, чем слуховые.

     Таким образом, урок, основанный на применении электронных образовательных технологий, позволит проанализировать методы деятельности учителя и ученика на всех этапах урока, на которых они используются.

     Организация учащихся при работе с использованием информационно-коммуникационных технологий повышает эффективность учебной  и трудовой деятельности обучаемых, расширяет зону индивидуальной активности учащихся, дает возможность реализации личностно-ориентированного подхода в обучении. [11,с. 67]