![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Компьютеры в обучении физике
Функции компьютера в обучении. В последнее время в процесс обучения физике активно входит персональный компьютер. Происходит это по крайней мере по трем причинам. Во-первых, общий процесс компьютеризации всех сфер деятельности затронул и обучение, и компьютер становится помощником учителя и учащихся на уроках почти любого предмета. Во-вторых, компьютер стал столь распространенным инструментом физика-исследователя, что наряду с физикой теоретической и экспериментальной выделяют новый раздел - компьютерную физику. Наконец, школьный курс информатики нуждается в поддержке со стороны курса физики, когда речь заходит об устройстве компьютера, принципах функционирования отдельных его элементов, и, в свою очередь, обеспечивает курс физики материалом, вызывающим большой интерес учащихся. В результате компьютер оказывается в курсе физики в роли и средства обучения, и предмета изучения. В качестве средства обучения компьютер может выступать помощником и учителя, и учащегося. Для учителя он - автоматизированный классный журнал, средство проведения опросов и обработки результатов обучения, инструмент для подготовки к урокам и для проведения демонстраций. Для учащегося - средство выполнения заданий, для обоих - инструмент моделирования реального мира. В качестве предмета изучения компьютер используется в двух направлениях: в связи с изучением методов исследования в современном естествознании и в связи с изучением физических законов и явлений. В частности, у учащихся следует создать представление о том, что основными направлениями использования компьютера в физике-науке является компьютерное моделирование физических явлений и работа компьютера в соединении с экспериментальными установками, где он выполняет две задачи - служит для фиксации экспериментальных данных, которые он может производить со скоростью и в объемах, совершенно недоступных при работе на некомпьютеризированной установке, автоматизирует управление экспериментом. Кроме того, компьютер используется для обработки экспериментальных данных, хранения и быстрого поиска огромных массивов информации, как средство коммуникации. Использование персонального компьютера на уроках и во внеурочное время позволяет познакомить учащихся со всеми этими направлениями. Физические принципы работы многих устройств, входящих в состав современного персонального компьютера, предоставляют учителю обширный материал для осуществления межпредметных связей с курсом информатики. Так, работа лазерного принтера основывается на явлении фотоэффекта и на электростатическом притяжении частиц красителя к заряженной поверхности фото-чувствительного барабана, компьютерные дисплеи имеют в каче- стве основного элемента электронно-лучевую трубку или панель Iна жидких кристаллах, полупроводниковые приборы - основа микропроцессора и оперативной памяти компьютера. Педагогические программные средства по физике (ППС). В на- стоящее время не существует ни единой классификации ППС, ни установившейся в этой области терминологии. ППС можно классифицировать различными способами: по целям, по тому, кто их применяет, по используемой технике и т.п. | Часто выделяют программы контроля (и тренировки), компью-терные модели, компьютерные иллюстрации. Обучающими про-граммами (в узком смысле) часто называют ППС, представляю- щие собой реализацию на компьютере подходов программиро- ванного обучения.
Рис. 5 Кроме того, выделяют программы коммерческие, которыми можно пользоваться только оплатив лицензию, и свободно распространяемые. Имеющиеся в продаже программы часто рассчитаны в первую очередь на индивидуальную работу учащихся в классе или дома, но учитель может использовать их (частично) и для организации совместной работы на уроках. Примером такой программы является «Открытая физика» фирмы «Физикон». В этой программе (рис. 5) компьютерные модели важнейших физических явлений сопровождаются фрагментами лекций и текстовыми пояснениями.
Рис.6 Удобны для проведения контроля знаний учащихся различные программы с задачами по физике. Некоторые элементы контроля предусмотрены и в ряде программ «репетиторов» по физике. Например, в программе фирмы «1С» каждая тема сопровождается несколькими задачами, позволяющими проверить, насколько она усвоена (рис. 6). Программа «Живая физика», созданная калифорнийской фирмой Knowledge Revolution и локализованная (русифицированная) Институтом новых технологий образования, представляет собой образец обучающей среды. Это конструктор, в котором учитель и учащиеся могут, не прибегая к программированию, самостоятельно создавать и исследовать модели механических объектов. На рис. 7 показана одна из таких моделей. Это компьютерная модель опыта Галилея, позволяющая увидеть на экране движение тела, соскальзывающего с наклонной плоскости на горизонтальную поверхность. Важной особенностью компьютерного моделирования является в данном случае возможность исследовать на модели движение тела как при наличии трения, так и в идеальном случае - без трения. Примером сопряжения компьютера с экспериментальной установкой является программно-аппаратный комплекс «Лаборатория L-микро». Такое сопряжение позволяет значительно усовер- шенствовать физический эксперимент. Например, при построении кривой плавления кристаллического вещества вся рутинная работа по вычерчиванию графика выполняется компьютером. Использование компьютера при обучении физике. Наличие в кабинете физики хотя бы одного компьютера при условии, что он снабжен достаточно большим экраном, позволяет использовать этот компьютер в основном для иллюстраций объяснения нового материала. Кроме того, компьютер может быть включен в состав установки для демонстрационного эксперимента. При наличии двух-трех компьютеров можно организовать индивидуальный компьютерный опрос учащихся, предоставить некоторым из них возможность поработать с компьютерными тренажерами. Фронтальная работа учащихся за компьютером может быть обеспечена при проведении урока физики в дисплейном классе. В зависимости от возможностей школы класс либо разбивают на две подгруппы, либо за одним компьютером работают двое учащихся.
Рис.7 В дисплейном классе эффективна работа с большинством учебных программ по физике. Единственная трудность связана с проведением эксперимента, когда компьютер используется как часть экспериментальной установки. Для такой работы кабинет физики обычно более приспособлен. Во внеурочной работе школьные компьютеры могут быть использованы при организации физических кружков, для выполнения индивидуальных домашних заданий, проведения исследовательской работы учащихся. Наличие в школе компьютерных эн- циклопедий позволяет обеспечить быстрый и эффективный поиск необходимой информации. Домашние компьютеры учащиеся могут использовать для тех же целей. Наличие в продаже значительного числа программ «репетиторов» по физике позволяет использовать их для индивидуальной подготовки учащихся и для ликвидации возникших по каким-либо причинам пробелов в знаниях. Опыт школ, подключенных к компьютерной сети Интернет, показал, что коллективная работа учащихся с использованием компьютерных коммуникаций может быть организована на межшкольном уровне, причем школы могут находиться в разных населенных пунктах и даже в разных странах. Учащиеся с интересом участвуют в компьютерных проектах, связанных с физическими, экологическими, астрономическими наблюдениями и опытами. В сети можно осуществлять поиск самой разнообразной информации, там можно отыскать описания, а иногда демонстрационные или даже рабочие версии различных ППС, материалы как по истории физики, так и по ее новейшим достижениям. Кроме того, в Интернете появляется все больше страниц учебных заведений, предлагающих «дистанционное образование», в том числе и по физике.
|