КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И НАТУРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ НА УРОКАХ ФИЗИКА КАК ПОВЫШЕНИЕ МОТИВАЦИИ К ИЗУЧЕНИЮ ПРЕДМЕТА

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И НАТУРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ НА УРОКАХ ФИЗИКА КАК ПОВЫШЕНИЕ МОТИВАЦИИ К ИЗУЧЕНИЮ ПРЕДМЕТА

Долганова Е.Ю., преподаватель

филиал ФГБОУ ВО «Самарский государственный университет путей сообщения» в г. Саратове,

Саратов, Россия

1. Информационные технологии. Цели использования компьютерных моделей на уроках физики в средней школе.

 Задачи предлагаемого доклада - ознакомление со становлением и развитием понятий модели и метода моделирования на уроках физики путём анализа фрагментов работы, которая проводилась мною на основе специально подобранных дидактических материалов, компьютерных программ, анимационных фрагментов, а так же инновационного школьного практикума, которые дают возможность овладеть учащимися деятельностью моделирования путём разработки и конструирования различных видов моделей.

Применение в школьном курсе физики моделирования как метода учебного познания является одной из основных задач школьного физического образования, поскольку способствует становлению правильных представлений о современной научной картине мира, формированию научного мировоззрения, развитию творческого мышления, а также позволяет учащимся проводить на своём уровне научные исследования явлений, процессов, объектов.

 2. Направления использования моделирования физических процессов в школе.

а) Самостоятельное построение и исследование информационных моделей физических процессов на интегрированных уроках физики и информатики (с использованием языков программирования QBasic 4.5 и С++, а также электронных таблиц и диаграмм Microsoft Excel). Процесс обучения можно сделать наглядным и понятным, используя компьютерное динамическое моделирование. Для физических моделей выбраны задачи из курса школьной программы по физике: траектория спутника Земли и траектория движения тела, брошенного под углом к горизонту с учетом и без учета сопротивления воздуха. Здесь можно варьировать угол бросания, начальную скорость, а также форму и массу тела, значения которых определяют величину баллистического коэффициента. Так же весьма наглядно программа развертки затухающих колебаний математического маятника. Данные программные разработки могут служить наглядным пособием как на уроках информатики, так и физики, и математики, что совершенствует процесс обучения с использованием компьютера и новых информационных технологий. При этом достигаются две цели: не только научить учащихся писать несложные по своей логике на изучаемом ими языке программирования программы, но и создавать на экране дисплея среду, позволяющую учащемуся управлять моделью изучаемого процесса, варьируя исходными данными и, таким образом, лучше понимать его, исследуя и анализируя результаты своего воздействия на него. Однако, это процесс трудоемкий и, как правило, интересен учащимся только в случае их хорошей математической и компьютерной подготовки. Тогда только возможен комплексный результат данной учебной деятельности. Поэтому на разных этапах урока физики чаще всего прибегают к использованию уже готовых компьютерных моделей,     которые разрабатываются специально для демонстрации различных явлений на уроках физики.

б) Использование готовых компьютерных моделей по всему школьному курсу физики в мультимедийных курсах, разработанных компанией "Физикон": "Открытая физика 2.5", "Открытая астрономия 2.0"; "Виртуальные лабораторные работы", разработанные ООО «Дрофа» и т.д.

в) Сравнение результатов при использовании компьютерной модели и проведение реального физического эксперимента.

г) Использование компьютера для создания графической или математической модели по результатам проведенного реального эксперимента.

3.Цели использования компьютерных моделей на уроках физики. Выбор зависит от целей и задач урока физики (объяснение, закрепление и повторение материала, проверка знаний). Компьютерные модели могут позволить учителю организовать новые, нетрадиционные виды учебной деятельности учащихся, например: урок - исследование, урок –компьютерная лабораторная работа и т.д.

1. Урок решения задач с последующей компьютерной проверкой. Самостоятельная проверка полученных результатов при помощи компьютерного эксперимента усиливает познавательный интерес учащихся, делает их работу творческой, а в ряде случаев приближает её по характеру к научному исследованию. Составленные школьниками задачи можно использовать в классной работе или предложить остальным учащимся для самостоятельной проработки в виде домашнего задании, при этом проверить правильность решения они могут с помощью компьютерного эксперимента.

2. Урок - исследование. Учащимся предлагается самостоятельно провести небольшое исследование, используя компьютерную модель, и  получить необходимые результаты. Тем более, что многие модели позволяют провести такое исследование буквально за считанные минуты. Конечно, учитель помогает учащимся на этапах планирования и проведения экспериментов. 3.Урок - лабораторная работа. На уроках физики невозможно обойтись без демонстрационного эксперимента, но не всегда материальная база кабинета соответствует требованиям современного кабинета физики. И поэтому здесь на помощь приходит компьютерный эксперимент. Компьютер становиться помощником не только ученика, но и учителя. Компьютерные модели можно демонстрировать либо через проектор при объяснении нового материала, либо для индивидуальной заботы учащихся установив программу в компьютерном классе.  Перед выполнением лабораторной работы ученикам, я сообщала цель и ход работы, но и также раздавала письменные указания по выполнению лабораторной работы. Для проведения такого урока необходимо разработать соответствующие раздаточные материалы. Задания в бланках лабораторных работ следует расположить по мере возрастания их сложности. Изначально имеет смысл предложить простые задания ознакомительного характера и экспериментальные задачи, затем расчетные задачи и, наконец, задания творческого и исследовательского характера. При ответе на вопрос или при решении задачи учащийся может поставить необходимый компьютерный эксперимент и проверить свои соображения. Расчётные задачи рекомендуется вначале решить традиционным способом на бумаге, а затем поставить компьютерный эксперимент для проверки правильности полученного ответа. Целенаправленный выбор методики представления обучающей информации в компьютерном учебном пособии позволяет учителю сформировать индивидуальный подход в обучении для каждого ученика, а также, ученик, при выполнении самостоятельной работы может выбирать те разделы компьютерного учебного пособия с учетом индивидуальных интересов или необходимости повторения пройденного материала. Во всех электронных учебниках теоретический материал представлен в виде гипертекстовой структуры, это позволяет учащемуся отражать на экране нужную информацию в сжатом виде, используя только то количество гиперссылок, которое ему необходимо. При выборе компьютерного учебного пособия учителю физики лучше выбирать такое, к которому можно найти дополнительно методическое обеспечение, рабочие тетради, описание лабораторных работ, ответы на тестовые задания. При регулярной работе с компьютерным  курсом из придуманных заданий имеет смысл составить компьютерные лабораторные работы, в которых вопросы и задачи расположены по мере увеличения их сложности. Следует отметить, что при индивидуальной работе учащиеся с большим интересом "возятся" с предложенными моделями, пробуют все регулировки, к сожалению, не особенно вникая в физическое содержание происходящего на экране.

Компьютерное моделирование по сравнению с натурным экспериментом дает возможность. Прежде всего, чрезвычайно удобно использовать компьютерные модели в качестве демонстраций при объяснении нового материала или при решении задач. Согласитесь, что гораздо проще и нагляднее показать как электрон в соответствии с моделью Бора перескакивает в атоме с орбиты на орбиту, что сопровождается поглощением или испусканием кванта, используя компьютерную модель , чем объяснять это при помощи доски и мела.

Список литературы

1.      Анцупов И. А. Компьютерное моделирование. Физика в школе. 2008. №2. с. 29-30.

2.     Дудин С.М. Компьютеризация учебного процесса. Физика в школе.2008.№3 с.59-61.

3.     Зубрилин А. А. ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ URL: http://www.gmcit.murmansk.ru/text/information_science/program/el_curs/15_fizika.htm (дата обращения 08.09.2010).

4.     Карташова Л.И. Способы формирования познавательных интересов старшеклассников. // Вестник РУДН. 2007. №2.с.12-16

5.     Лукьянова М.И., Калинина Н.В. Психолого-педагогические показатели деятельности школы: Критерии и диагностика. М.: ТЦ Сфера, 2004. 208 с. (Педагогическое мастерство).

6.     Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании М.: Школа Пресс, 1994

7.     Савина Ф.К. Формирование познавательных интересов учащихся в условиях реформы школы // Учебное пособие к спецкурсу. 1989.

8.     Селевко Г.К. Энциклопедия образовательных технологий: В2т.Т2. М.: НИИ школьных технологий, 2006.816с. (Серия «энциклопедия образовательных технологий»,)

9.     Щукина Г.И. Проблема познавательного интереса в педагогике. М.: Педагогика, 1971. 351 с.