УДК 37

КОМПЬЮТЕРНАЯ ПОДДЕРЖКА ФРОНТАЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ НА УРОКАХ ФИЗИКИ

Иванов Руслан Николаевич
МАОУ СОШ №1 станицы Калининской Краснодарского края
учитель физики

Аннотация
Данная работа посвящена компьютерной поддержке фронтальных экспериментальных заданий на уроках физики.

Ключевые слова: компьютерная поддержка, физика, фронтальные экспериментальные задания


COMPUTER SUPPORT OF FRONT EXPERIMENTAL TASKS IN PHYSICS LESSONS

Ivanov Ruslan Nikolaevich
School №1 of Kalinin village of Krasnodar Region
physics teacher

Abstract
This paper is about computer support of front experimental tasks in physics lessons.

Рубрика: 13.00.00 ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Иванов Р.Н. Компьютерная поддержка фронтальных экспериментальных заданий на уроках физики // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 4. Ч. 2 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/04/33262 (дата обращения: 28.09.2017).

Цель применения компьютера на уроке физики – создание дидактически активной среды, способствующей продуктивной познавательной деятельности в ходе усвоения нового материала и развитию мышления учащихся [1].

Физический эксперимент представляет взаимосвязь трех составляющих:

  • экспериментатор и его деятельность как познающего субъекта
  • объект или предмет экспериментального исследования
  • средства экспериментального исследования

Учебный эксперимент не может существовать и развиваться сам по себе. Он создается и совершенствуется в соответствии с развитием школы и методики преподавания физики [2].

В связи с развитием компьютерных технологий открываются новые возможности в организации и проведении фронтальных лабораторных работ на уроках физики.

Задачи фронтального физического эксперимента

Учебный физический эксперимент является одновременно источником знаний, методом обучения и видом наглядности. Он служит для открытия явлений, законов, имеющих субъективную новизну.

В современной школе сложилась система учебного физического эксперимента, основной идеей которого является постепенное повышение самостоятельности учащихся в процессе овладения знаниями. Система учебного физического эксперимента представляет собой взаимосвязанную совокупность, состоящую из:

  • важнейших опытных фактов (элементов содержания)
  • экспериментальных методов физики (включая технические средства: приборы, материалы, установки, аудиовизуальные средства)
  • видов эксперимента
  • организационных форм обучения, воспитания и развития учащихся.

Отражение экспериментального характера физической науки осуществляется в школьном курсе посредством широкого использования различных видов эксперимента – демонстрационных опытов, фронтальных лабораторных работ, работ физического практикума, экспериментальных задач, внеклассных и домашних опытов, при изучении основных компонентов знаний, составляющих фундаментальные физические теории.

В любом случае они могут выполнять роль исходных опытных фактов теории, могут представлять материальные модели, соответствующие гипотезе, могут служить в качестве экспериментальной проверки теоретических следствий.

Чтобы учащиеся поняли роль эксперимента в обосновании или проверки соответствующих теорий, в каждом конкретном случае рекомендуется устанавливать взаимосвязь эксперимента и теории посредством логических компонентов эксперимента, включающих постановку проблемы, формулировку проверяемой в опыте гипотезы, выбор методики исследования, логико-математическую обработку, обобщение и интерпретацию результатов опыта. При этом учащиеся вовлекаются в такую активную форму деятельности, как наблюдение. Наблюдение требует четкого уяснения задачи, методики наблюдения, фиксации результатов наблюдения в форме рисунков, таблиц и графиков, формулировок, которые интерпретируются с помощью той или иной теории. Интерпретация (словесная, математическая, графическая) данных наблюдений как раз и дает возможность учителю вместе с учащимися, с одной стороны, отделить существенные факты от несущественных, с другой – установить функциональные отношения между величинами, характеризующими объект исследования. Практически любой эксперимент заставляет учащихся вступить на путь самостоятельного анализа или синтеза обсуждения данных эксперимента. Поэтому сущность физических явлений, закономерностей, законов им не кажется неожиданной, неоправданной. Таким образом, постановка эксперимента и получение связанна не с пассивным наблюдением, а с активной работой мысли учащихся. [2]

Фронтальные лабораторные работы учащихся разнообразны и предполагают выполнение различных действий, а также использование разных экспериментальных методов.

Лабораторные работы, проводимые фронтально, можно объединить в следующие группы:

  • наблюдение явлений и процессов
  • градуировка приборов
  • изучение физических законов
  • измерение физических величин
  • определение физических констант
  • сборка простейших устройств и технических моделей
  • изучение характеристик приборов и устройств.

При выполнении лабораторной работы каждый учащийся выступает как активное начало, так как он сознательно, с определенной целью собирает экспериментальную установку, воспроизводит интересующие его процессы, производит измерения и, обрабатывая их, убеждается в справедливости и объективности физических явлений и закономерностей.

Компьютерная поддержка экспериментальных заданий

Одним из наиболее распространенных способов применения компьютера и компьютерных технологий в преподавании физики является использование компьютерных моделей.

Компьютерные модели позволяют получать в динамике наглядные запоминающиеся иллюстрации физических экспериментов и явлений, воспроизвести их тонкие детали, которые могут ускользать при наблюдении реальных экспериментов. Компьютерное моделирование позволяет изменять временной масштаб, варьировать в широких пределах параметры и условия экспериментов, а также моделировать ситуации, недоступные в реальных экспериментах. Некоторые модели позволяют выводить на экран графики временной зависимости величин, описывающих эксперименты, причём графики выводятся на экран одновременно с отображением самих экспериментов, что придаёт им особую наглядность и облегчает понимание общих закономерностей изучаемых процессов. В этом случае графический способ отображения результатов моделирования облегчает усвоение больших объёмов получаемой информации. [3]

В то же время использование компьютерного моделирования не должно рассматриваться в качестве попытки подменить реальные физические эксперименты их симуляциями, так как число изучаемых в школе физических явлений, не охваченных реальными демонстрациями, даже при блестящем оснащении кабинета физики, очень велико. Несколько условный характер отображения результатов компьютерного моделирования можно компенсировать демонстрацией видеозаписей реальных экспериментов, которые дают адекватное представление о реальном протекании физических явлений.

При грамотном использовании компьютерных моделей физических явлений можно достигнуть многого из того, что требуется для неформального усвоения курса физики и для формирования физической картины мира.

Для эффективного вовлечения учащихся в учебную деятельность с использованием компьютерных моделей необходимы индивидуальные раздаточные материалы с заданиями и вопросами различного уровня сложности.

Эти материалы могут содержать следующие виды заданий:

  • Ознакомительное задание. (назначение модели, управление экспериментом, задания и вопросы по управлению моделью).
  • Компьютерные эксперименты. (провести простые эксперименты по данной модели по предложенному плану, вопросы к ним и результаты измерений).
  • Экспериментальное задание. (спланировать и провести ряд компьютерных экспериментов).
  • Тестовые задания. (выбрать правильный ответ, используя модель)
  • Исследовательское задание. (провести эксперимент, доказывающий некоторую предложенную закономерность, или опровергающий её; самостоятельно сформулировать ряд закономерностей и подтвердить их экспериментом).
  • Творческое задание. (придумать задачу, решить её, поставить эксперимент для проверки полученных ответов).

Значительное число компьютерных моделей, охватывающих почти весь школьный курс физики, содержится в учебных электронных изданиях: “Физика в картинках”, “Открытая физика”, “Живая физика” и др.

Вместе с тем применение компьютерных технологий вполне правомерно и для постановки фронтальных экспериментальных заданий.

В разработанном примере компьютерной поддержки фронтальных экспериментальных заданий на уроках физики по теме «Движение и взаимодействие тел», изучаемой в 7 классе, использовались принципы, заложенные в Web – сайтах, как наиболее приемлемые в конкретной ситуации.

На данный момент наиболее перспективным, распространённым и удобным средством разработки Web-проектов является Microsoft Frontpage. Как и текстовый процессор, который не показывает коды форматирования, пока не будет сделан специальный запрос, редактор Frontpage действует по принципу отображения результатов, т. е. того, что и нужно видеть, а не коды и теги.

Запуск программы осуществляется обычными способами. Далее создаём одностраничный Web – узел (Файл – Создать), содержащий в себе главную страницу с именем index.htm, и две папки «private» и «images», в которых будут содержаться страницы сайта, рисунки, видеофрагменты и другая информация. Перейдя на главную страницу сайта, с помощью инструментов панели таблиц создаем его табличное оформление, в котором располагаются стандартные элементы сайта. Последовательно сохраняя эту страницу под именами названий лабораторных работ в папку «private», создаем структуру всего сайта. Для навигации по этим страницам с помощью инструмента панели Вставка – Меняющаяся Кнопка создаем кнопочные формы. С помощью инструмента панели Вставка – Рисунок размещаются картинки и видеозаписи, предварительно размещенные в папке «images».

Компьютерная поддержка фронтальных экспериментальных заданий при изучении темы «Движение и взаимодействие тел» в 7 классе

1.Главная страница (рисунок 1) содержит информацию для учащихся :

  • название темы курса физики 7 класса, по которой предлагаются фронтальные экспериментальные задания
  • инструкцию по выполнению заданий
  • список экспериментальных заданий по данной теме
  • сведения об авторе разработки и его ассистенте


Рисунок 1. Главная страница пособия

Страница (рисунок 2), содержащая инструкцию по выполнению заданий, выглядит так:


Рисунок 2. Инструкция для учащихся по выполнению экспериментальных заданий

Страница (рисунок 3) содержащая сведения об авторе разработки и его ассистенте, выглядит так:


Рисунок 3. Сведения об авторе разработки и ассистенте.

2.После выбора задания, определенного учителем, появляется страница, (рисунок 4), содержащая:

  • тему экспериментального задания
  • приборы и материалы, необходимые для выполнения задания
  • предложение перехода к показу видеосюжета, поясняющего порядок выполнения данной работы
  • напоминание о форме составления отчета

Приведенная ниже страница сайта иллюстрирует выше сказанное.


Рисунок 4. Тема экспериментального задания.

3.Для просмотра видеосюжета, поясняющего порядок выполнения экспериментального задания, осуществляется переход к следующей странице (рисунок 5), сайта, которая содержит:

  • непосредственно видеосюжет
  • поясняющую иллюстрацию к заданию,
  • предложение приступить к выполнению задания


Рисунок 5. Видеосюжет о порядке выполнения экспериментального задания.

4.Просмотр видеосюжета позволяет приступить к выполнению экспериментального задания, после чего вновь осуществляется переход на исходную страницу рассматриваемого задания. Здесь предлагается перейти к вопросам по выполненному эксперименту (в рассматриваемой ситуации таких вопросов три). К каждому вопросу дается три варианта ответа, а также содержится предложение повторить экспериментальное задание.

Эти три страницы (рисунок 6, 7, 8), выглядят следующим образом:


Рисунок 6. Первый вопрос к заданию.


Рисунок 7. Второй вопрос к заданию.


Рисунок 8. Третий вопрос к заданию.

5. В случае, когда учащийся выбрал неверный ответ, появляется такая страница (рисунок 9):


Рисунок 9. Иллюстрация неверного ответа.

6.В случае выбора правильного ответа появляется такая страница (рисунок 10):


Рисунок 10.Иллюстрация верного ответа.

7.В случае выбора неправильного ответа учащемуся предлагается вернуться к выбору ответов. В случае выбора правильного ответа предлагается перейти к следующему вопросу этого экспериментального задания. После получения правильных ответов на все вопросы задания появляется следующая страница (рисунок 11), которая содержит все вопросы задания:


Рисунок 11. Все вопросы экспериментального задания.

Таким образом, последняя страница выполненного фронтального экспериментального задания является необходимой для того, чтобы перейти к завершающему этапу этого фрагмента урока. Она позволяет организовать фронтальную беседу, в ходе которой подводится общий итог выполненного задания, что является обязательным при использовании компьютерной поддержки уроков физики.

Вопросы, выносимые на обсуждение, могут затрагивать не только содержательную сторону выполненного экспериментального задания, но и проблем, могущих возникнуть в процессе использования компьютерной поддержки в ходе выполнения задания.

Рассмотренное электронное пособие разработано в текущем учебном году и массовой апробации к настоящему моменту не прошло. Однако наблюдение за работой с пособием нескольких учащихся 7 класса МАОУ СОШ № 1 станицы Калининской Краснодарского края показало: положительный эмоциональный подъём, задания выполнялись с желанием достичь максимального результата.


Библиографический список
  1. Физика. Методическая газета для преподавателей физики, астрономии и естествознания №17 1 – 15 сентября 2008 г. Издательский дом «ПЕРВОЕ СЕНТЯБРЯ» http://www.vaco.ru с 15 – 19
  2. Основы методики преподавания физики в средней школе / В.Г. Разумовский, А.И. Бугаев, Ю.И. Дик и др.; Под ред. А.В. Перышкина и др. – М.: Просвещение, 1984. – 398 с
  3. Компьютерная поддержка уроков физики. Из опыта работы Ильясовой Т.В., http://tco-physics.narod.ru


Все статьи автора «Иванов Руслан Николаевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: