Важное место на уроках физики занимает демонстрационный физический эксперимент и лабораторные работы. Лабораторные работы по физике формируют у учащихся практические умения и навыки работы с физическими приборами. При работе на лабораторных установках ученики, познают закономерности физических процессов и явлений. Физический эксперимент помогает более полно представить физическое явление [1]. Однако, для организации полноценного, насыщенного экспериментами, урока по физике требуется достаточно много времени и усилий со стороны учителя и достаточно большое количество лабораторного оборудования. При этом существует ряд физических процессов и явлений, когда традиционные методы получения учебной информации или не эффективны, или невозможны (например, при изучении атомной физики), и тогда нам на помощь приходят компьютерные виртуальные лабораторные работы. В этом случае использование учащимися компьютера на уроке физики, с одной стороны позволяет им использовать свои навыки и умения работы с компьютером для изучения физических объектов и явлений, повышая интерес к предмету, с другой стороны, компьютер становится для них источником получения новой информации, способствуя углубленному пониманию учебного материала [2]. Реализованные таким образом физические эксперименты требуют только наличия компьютера в кабинете физики. Но, как отмечают многие авторы, для гармоничного воспитания учащихся в современном кабинете физики следует использовать, как натурный, так и виртуальный физический эксперимент [3]. Поскольку нас интересует использование виртуальных Flash-моделей, то рассмотрим их преимущества и возможности. Среди большого числа преимуществ виртуальных лабораторных работ [4], выделим наиболее значимые:
- существует возможность организации индивидуальной работы учащихся;
- сокращается время на проверку работы ученика;
- возможность демонстрации таких экспериментов, которые невозможно проводить используя традиционное школьное оборудование (эффект сверхпроводимости, строение ядра атома, и т.д.);
- возможность организации дистанционных форм обучения [5, 6] и т.д.
Рассмотрим использование Flash-технологии на примере организации фронтальной виртуальной лабораторной работы по определению фокусного расстояния рассеивающей линзы. В исходной постановке задачи перед учениками представлена виртуальная модель (см. рисунок 1). На столе располагаются: фотооптическая скамья, две линзы, лампа. Требуется найти фокусное расстояние рассеивающей линзы. Для определения фокусного расстояния, например у собирающей линзы ученики могут предложить просто воспользоваться формулой для тонкой линзы, в которую следует подставить значения из виртуальной установки. Тем более что сделать это очень просто. Достаточно взять одну из этих линзы с рабочего стола и поместить на оптическую скамью, только одна из них при перемещении даст фокусирующееся пятно на экране, если при этом на лампе расположить предмет с изображением буквы F, то при определенных значениях расстояния от лампы до линзы (d < 2Fсоб., где d – расстояние от линзы до предмета) мы получим действительное, обратное, увеличенное изображение на экране. Таким образом можно найти фокусное расстояние у собирающей линзы. Однако попытка повторить свой успех с рассеивающей линзой, заканчивается неудачей. Поскольку согласно формуле для тонкой линзы мы получим мнимое, прямое, уменьшенное изображение, но при этом экран должен располагаться между лампой и линзой, т.е. фактически закрывая линзу от источника света. Возникает проблемная ситуация. Так как же найти фокусное расстояние рассеивающей линзы? Вот тут следует напомнить ученикам о обратимости световых лучей и предложить рассмотреть такой вариант. Попробуем поместить между экраном и предметом собирающую линзу и получить на экране четкое изображение предмета. Затем между линзой и экраном размещают рассеивающую линзу и перемещая экран, добиваются четкого изображения предмета, положение собирающей линзы и лампы с изображением при этом остаются неизменными (рис. 1).
Рисунок 1. Виртуальная модель для определения фокусного расстояния линзы.
Для проверки правильности выполнения виртуальной лабораторной работы предлагается ввести значение фокусного расстояния для собирающей и рассеивающей линзы, полученное в ходе виртуального эксперимента в специальное поле для проверки, расположенное внизу модели. Если значение фокусного расстояния вычислено правильно, в окне проверки появится ответ – «правильно» (см. рисунок 1).
Таким образом, при фронтальном проведении виртуальной лабораторной работы осуществляется активизация творческой деятельности учащихся проблемной постановкой экспериментального задания, организуется коллективный поиск решения поставленной задачи в сочетании с индивидуальных подходом к учащимся при выполнении задания. Благодаря этому самостоятельность и творческая активность воспитывается и развивается при фронтальном выполнении виртуального физического эксперимента [6].
Библиографический список
-
Пигалицын Л.В. Школьный компьютерный физический эксперимент. Дзержинск: Восток-Запад, 2009. 262 с.
-
Кавтрев А.Ф. Урок физики с использованием интернет-технологий. Компьютерная лабораторная работа в режиме on-line // Компьютерные инструменты в образовании. – СПб.: Изд-во ЦПО “Информатизация образования”, 2005, №6, С. 45-50.
-
Гурина Р.В. Исследовательские лабораторные работы с использованием компьютера // Физика в школе,2011, №1, С. 43-46.
-
Шахрзод К. Использование информационных технологий на уроках физики // Вестник Таджикского национального университета. Душанбе, 2012, №3, Серия 3 гум. науки, С.233-236
-
Виртуальные лабораторные работы. 7–9 классы: программа Издатель «Новый диск». [Электронный ресурс] URL: http://www.nd.ru
(дата обращения: 01.04.2014). -
Минкин А.В., Исрафилова А.Р. Использование Flash технологий на уроках физики для решения сложных задач // Современные научные исследования и инновации. – Январь 2014. – № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/01/30628 (дата обращения: 02.04.2014).