Использование информационных технологий в преподавании физики

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРЕПОДАВАНИИ ФИЗИКИ

Л. Г. Мартина

Физика является основой научно-техни-      учащихся можно организовать, используя ту

ческого прогресса. Это определяет конкрет-      или иную программу.

ные цели обучения, в частности, осознание           Когда же следует использовать компью-

учащимися роли физики в науке и произ-      терные   программы    на    уроках    физики?

водстве,   понимание   ими   нравственных   и      Прежде всего необходимо осознавать,  что

этических проблем, связанных с физикой,      применение компьютерных технологий в об-

воспитание экологической  культуры.                   разовании оправдано в тех случаях, когда

Особенность физики накладывает отпеча-      возникает существенное преимущество по ток на методику её преподавания. Учеб-      сравнению с традиционными формами обу-ный процесс малоэффективен без использо-      чения. Поэтому среди вышеназванных клас-вания различных средств наглядности: ри-      сов программ следует выделить, на мой сунков, чертежей, графиков, фотографий,      взгляд, компьютерные модели, компьютер-плакатов и, конечно же, опытов. Но число      ные лабора'торные работы и пакеты задач, демонстрационных опытов, которые можно           Компьютерные модели — это компьютер-поставить в средней школе, ограничено.      ные программы, имитирующие физические И здесь широкие возможности предоставля-      опыты, явления или идеализированные моют информационные технологии.                         дельные ситуации, встречающиеся в физи-

В настоящее  время количество компью-      ческих задачах. Компьютерные модели по-

терных   программ,   предназначенных   для      зволяют получать в динамике наглядные за-

изучения физики, исчисляется десятками.      поминающиеся   иллюстрации   физических

Эти программы  можно классифицировать в      экспериментов и явлений, воспроизвести их

зависимости от цели их использования на      тонкие детали, которые могут ускользать

уроках :                                                                    при наблюдении реальных экспериментов.

■   обучающие  программы;                                 Компьютерное моделирование позволяет из-

■   демонстрационные программы;                    менять временной масштаб, варьировать па-

■   компьютерные модели;                                 раметры и условия экспериментов, а также

■   компьютерные лабораторные работы;          моделировать ситуации, недоступные в ре-

■   пакеты задач;                                                 альных экспериментах.

■   контролирующие программы;                            Например,   впечатляет   динамическая

■   компьютерные дидактические материа-      модель  ядерного  реактора  (электронный лы.                                                                            учебник   "Открытая  физика").   Для  того

Приведённая   классификация   является      чтобы активизировать модель, учащиеся

условной, так  как многие программы вклю-      должны выполнить действие,  о котором

чают в себя элементы двух или более видов      предупреждает   программа,   заостряя   их

программных средств, однако она позволяет      внимание на одном из важных моментов

учителю понять,  какой  вид деятельности      работы реактора.

44

Активизировав модель, можно наблюдать      тора, управлять процессом, изменяя положе-

динамическую  схему работы ядерного реак-      ние регулирующих стержней. 

Такая модель многократно  усиливает вое-      менты, причём графики выводятся на экран

приятие темы, делая урок живыми и запо-      одновременно с отображением самих экспе-

минающимся.                                                          риментов, что в ещё большей степени облег-

Виртуальные лабораторные работы, по-      чает   понимание   общих   закономерностей

зволяют визуализировать физические явле-      изучаемых процессов.

ния, варьировать параметры эксперимента,            Виртуальные лабораторные работы (разра-

выводить  на экран графики  временной зави-      ботка Казанского государственного универси-

симости  величин,   описывающих экспери-      тета) можно использовать следующим образом.

4К примеру, учащиеся сначала выполняют лабораторную работу на компьютере, а затем в кабинете физики. После этого сравнивают полученные результаты, объясняя причины возможных расхождений, делают выводы об адекватности компьютерных моделей, предлагают способы их усовершенствования. Или же класс разбивается на две группы, одна из которых выполняет виртуальную лабораторную работу, а другая — реальную. А затем опять-таки обсуждают полученные результаты и совместно делают выводы. Можно вызвать учеников на спор, предложив им доказать преимущество той или иной формы лабораторного исследования.

При обучении решению задач никакая компьютерная программа не заменит учителя; только учитель может при разборе задачи учесть все нюансы и ответить на возникающие у учащихся вопросы. Однако очень удобно использовать компьютерные программы на этапе закрепления полученных навыков. Во-первых, к задачам прилагаются решения и учащийся сам может выбрать уровень помощи: либо это будет один

шаг в решении  задачи, который подтолкнет ученика  к дальнейшим самостоятельным действиям, либо это будет полное отображение решения. Во-вторых, реализуется индивидуализация обучения: каждый работает в своём темпе. Сильные учащиеся не ждут слабых, а более слабые или медлительные не комплексуют. В третьих, учителю достаточно просто контролировать уровень усвоения материала. И, кроме того, на таком уроке появляется замечательная возможность для индивидуальных консультаций. На этапе контроля можно использовать           В  четвёртых,  неинтересно,  когда диск

задания в виде тестов (готовых или создан-      просто дублирует материал, который мож-

ных самим учителем), что существенно со-      но прочитать в любом учебнике, пособии

кращает время проверки. А это тоже нема-      или справочнике. Компьютерные техноло-

ловажно.                                                                   гии имеют такое большое значение потому,

Таким образом, целесообразность исполь-      что   дают   возможность   увидеть   то,   что

зования   информационных   технологий   на      сложно описать словами. Значит, нужно

уроках физики очевидна. Вместе с тем здесь      создавать модули, содержащие интерактив-

существует ряд  проблем.                                        ные   компьютерные   модели,   симуляции

Во-первых,   современные   программные      физических  экспериментов,   видеозаписи

продукты требуют  больших аппаратных ре-      натурных экспериментов, которые сложно

'            сурсов, а школьные компьютеры зачастую      или же невозможно провести в условиях

не удовлетворяют  этим требованиям.                    школьной лаборатории. Замечательно было

Во-вторых, программные  продукты, пред-      бы иметь материал, выходящий за рамки назначенные для использования в учебном      школьного курса. Например, та же зани-процессе, должны либо быть сетевыми, либо      мательная физика Перельмана. Или физи-работать в автономном режиме на любых ма-      ка в живой природе. Или демонстрация до-шинах. Большинство же лицензионных про-      стижений научно-технического прогресса, грамм работает только с диском, а не в каж-      Всё это способствовало бы популяризации дой школе ученические машины снабжены      физики как науки, повышало бы интерес дисководами. Да и накладно и бессмыслен-      школьников к этому предмету и в какой-то но приобретать отдельный диск на каждый      мере помогало им в профессиональном са-компьютер. Создавать же виртуальные дис-      моопределении. ки тоже не всегда удобно.                                           Хотелось бы, чтобы между разработчика-

В третьих, неплохо  было бы иметь учеб-      ми учебных компьютерных программ и учи-ные программы в виде блоков или модулей по      телями, которые активно используют ком-отдельным темам или даже вопросам, чтобы      пьютерные технологии, был более тесный учитель мог собирать из них уроки по своему      контакт. Только в этом случае возможно усмотрению (создавая презентации к урокам      получение действительно эффективных про-или просто демонстрируя отдельный блок).          грамм.