Использование моделирующей программы "Interactive Physics"в курсе средней школы: проблемы разработки методики.
Шелехова Ольга Васильевна
Иркутский государственный университет
Научный руководитель: Афанасьев Александр Диомидович, Доктор физ.-мат. наук
Соавторы: Шурыгина Наталья Александровна, аспирант кафедры общей физики
Interactive Physics (IP) отличается от других моделирующих сред тем, что сочетает в себе следующие достоинства: простоту создания модели и наглядность моделируемых процессов, не требует знаний языков программирования, позволяет выводить данные эксперимента в численном и графическом виде, изменять параметры непосредственно в ходе процесса. В среде IP можно создавать модели по механике, по парному взаимодействию молекул, по движению заряженных частиц в электрических и магнитных полях.
Наш опыт показывает, что активный способ обучения физике, основанный на самостоятельном визуально наблюдаемом моделировании физических процессов, с помощью Interactive Physics, является оптимальным для усвоения знаний учащимися.
Мы разработали методику применения компьютерных моделирующих сред в школьном курсе физики. Данная методика представляет собой многоступенчатую систему.
- Interactive Physics позволяет создавать демонстрационные файлы, используемые при объяснении нового материала. Это очень эффективно, так как IP позволяет изменять условия эксперимента.
- Применение разработанных учителем уроков при объяснении нового материала с обучающей и обобщающей целью. На рис.1. представлен созданный нами файл по теме "Кинематика" для 9 класса средней школы. Этот файл даёт наглядное графическое представление зависимости кинематических величин в зависимости от времени движения (см. рис.1б). Особая ценность данного направления в том, что учащиеся могут отожествить движение автомобиля с графиками кинематических величин. Во время движения автомобиля можно изменять его ускорение (см.рис.1а), что непосредственно отражается на графиках.
- Выполнение учащимися интерактивных лабораторных работ. Дидактические цели, которые преследуют данные работы, являются традиционными, т.е. учащиеся при этих работах осваивают умение анализировать наблюдаемое явление, заполнение таблиц по данным эксперимента, отработку навыков построения графиков. Помимо этого, такие работы превращаются в настоящие исследовательские задания, т.к. IP позволяет, на пример, вводить сопротивление воздуха или изменять ускорение свободного падения.
- Контроль знаний учащихся, который представляет собой два направления:
- Интерактивная контрольная работа. Суть её состоит в том, что вместо традиционного письменного условия задачи, ученик наблюдает физический процесс, формулирует самостоятельно задачу, решает её, а затем, подставив полученные ответы (при помощи регулировочных шкал (см. рис.1а)), проверяет правильность своего решения. Такая постановка проблемы учит учащихся анализировать увиденное явление и самостоятельно ставить задачу. Данный метод наиболее эффективно использовать для самоконтроля знаний учащихся.
- Интерактивный тест. При разработке заданий для тестов мы придерживались принципа гуманитаризации преподавания физики. Под этим мы понимаем перенос акцентов в преподавании физики, уход от трудоёмких расчётных задач и введение в курс качественных задач, которые способствуют более глубокому пониманию физики.
а) б)
рис.1
Нами был проведён ряд занятий с учениками 9 -11 классов средней школы, студентами I курса физического факультета ИГУ по апробации данной методики.
Проведённые занятия по предлагаемой методике позволяют сделать заключение, что IP эффективно использовать при преподавании физики в средней школе, а так же на младших курсах высшей школы, особенно в ВУЗах, где физика не является профилирующим предметом. При работе с данной программой у учащихся отмечается рост интереса и, как следствие, значительное углубление и повышение уровня знаний по физике.
|