Заключение
Преподавание физики в школе подразумевает постоянное сопровождение курса демонстрационным экспериментом. Однако в современной школе проведение экспериментальных работ по физике часто затруднено из-за недостатка учебного времени, отсутствия современного материально-технического оснащения. И даже при полной укомплектованности лаборатории кабинета физики требуемыми приборами и материалами, реальный эксперимент требует значительно большего времени как на подготовку и проведение, так и на анализ результатов работы При этом в силу своей специфики (значительные погрешности измерений, временные ограничения урока и т п.) реальный эксперимент часто не реализовывает основное свое предназначение -- служить источником знаний о физических закономерностях и законах. Все выявляемые зависимости носят лишь приближенный характер, зачастую правильно рассчитанная погрешность превышает сами измеряемые величины.
Компьютерный эксперимент способен дополнить «экспериментальную» часть курса физики и значительно повысить эффективность уроков. При его использовании можно вычленить главное в явлении, отсечь второстепенные факторы, выявить закономерности, многократно провести испытание с изменяемыми параметрами, сохранить результаты и вернуться к своим исследованиям в удобное время. К тому же, в компьютерном варианте можно провести значительно большее количество экспериментов. Данный вид эксперимента реализуется с помощью компьютерной модели того или иного закона, явления, процесса и т.д. Работа с этими моделями открывает перед учащимися огромные познавательные возможности, делая их не только наблюдателями, но и активными участниками проводимых экспериментов.
В большинстве интерактивных моделей предусмотрены варианты изменений в широких пределах начальных параметров и условий опытов, варьирования их временного масштаба, а также моделирования ситуаций, недоступных в реальных экспериментах.
Еще один позитивный момент в том, что компьютер предоставляет уникальную, не реализуемую в реальном физическом эксперименте, возможность визуализации не реального явления природы, а его упрощенной теоретической модели, что позволяет быстро и эффективно находить главные физические закономерности наблюдаемого явления. Кроме того, учащийся может одновременно с ходом эксперимента наблюдать построение соответствующих графических зависимостей. Графический способ отображения результатов моделирования облегчает учащимся усвоение больших объемов получаемой информации. Подобные модели представляют особую ценность, так как учащиеся, как правило, испытывают значительные трудности при построении и чтении графиков.
Также необходимо учитывать, что далеко не все процессы, явления, исторические опыты по физике учащийся способен представить себе без помощи виртуальных моделей (например, цикл Карно, модуляция и демодуляция, опыт Майкельсона по измерению скорости света, опыт Резерфорда и т.д.). Интерактивные модели позволяют ученику увидеть процессы в упрощенном виде, представить себе схемы установок, поставить эксперименты, вообще невозможные в реальной жизни, например, управление работой ядерного реактора.
Сегодня уже существует целый ряд педагогических программных средств (ППС), в той или иной форме содержащих интерактивные модели по физике. К сожалению, ни одна из них не ориентирована непосредственно на применение в школе. Одни модели перегружены возможностями изменения параметров из-за ориентированности на применение в ВУЗах, в других программах интерактивная модель является лишь элементом, иллюстрирующим основной материал. Кроме того, модели разбросаны по разным ППС. Например, «Физика в картинках» компании «Физикон», являясь наиболее оптимальной для проведения фронтального компьютерного эксперимента, построена на устаревших платформах, не имеет поддержки использования в локальных сетях. Другие ППС, такие как «Открытая физика» той же компании, содержат одновременно с моделями огромный массив информационных материалов, который невозможно отключить на время проведения работы на уроке. Все это значительно усложняет отбор и использование компьютерных моделей при проведении уроков физики в общеобразовательной школе.
Главное - для эффективного применения компьютерного эксперимента требуются ППС, специально ориентированные на использование в средней школе. В последнее время наметилась тенденция к созданию специализированных ППС для школы в рамках федеральных проектов, таких, как конкурсы разработчиков учебного программного обеспечения, проводимые Национальным фондом подготовки кадров. Возможно, уже в ближайшие годы мы увидим ППС, комплексно поддерживающие компьютерный эксперимент в курсе физики средней школы. Все эти моменты я и попыталась раскрыть в своей работе.
компьютер эксперимент физика
Глоссарий
Эксперимент - это чувственно-предметная деятельность в науке.
Физический эксперимент - это наблюдение и анализ исследуемых явлений в определенных условиях, позволяющих следить за ходом явлений и воссоздать его всякий раз при фиксированных условиях.
Демонстрация - это физический эксперимент, представляющий физические явления, процессы, закономерности, воспринимаемые зрительно.
Фронтальные лабораторные работы - вид практических работ, выполняемых в процессе изучаемого программного материала, когда все учащиеся класса одновременно выполняют однотипный эксперимент, используя одинаковое оборудование.
Физический практикум - практическая работа, выполняемая учащимися в завершение предыдущих разделов курса (или в конце года), на более сложном оборудовании, с большей долей самостоятельности, чем на фронтальной лабораторной работе.
Домашние экспериментальные работы - простейший самостоятельный эксперимент, который выполняется учащимися дома, вне школы, без непосредственного руководства со стороны учителя.
Экспериментальные задачи - задачи, в которых эксперимент служит средством определения некоторых исходных величин, необходимых для решения; дает ответ на поставленный в ней вопрос или является средством проверки сделанных согласно условию расчетов.
Список литературы
1. Башмаков Л.И., С.Н. Поздняков, Н.А. Резник "Информационная среда обучения", Санкт - Петербург: "Свет", с.121, 1997.
2. Белостоцкий П.И., Г.Ю. Максимова, Н.Н. Гомулина "Компьютерные технологии: современный урок физики и астрономии". Газета "Физика" № 20, с. 3, 1999.
3. Буров В.А. «Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе». М. Просвещение 1979г
4. Бутиков Е.И. Основы классической динамики и компьютерное моделирование. Материалы 7 научно-методической конференции, Академическая Гимназия, Санкт - Петербург - Старый Петергоф, с. 47, 1998.
5. Винницкий Ю.А., Г.М. Нурмухамедов «Компьютерный эксперимент в курсе физики средней школы». Журнал «Физика в школе» №6, с. 42, 2006.
6. Голелов А.А. Концепции современного естествознания: учебное пособие. Практикум. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1998
7. Кавтрев А.Ф. "Методика использования компьютерных моделей на уроках физики". Пятая международная конференция "Физика в системе современного образования" (ФССО-99), тезисы докладов, том 3, Санкт - Петербург: "Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена", с. 98-99, 1999.
8. Кавтрев А.Ф. "Компьютерные модели в школьном курсе физики". Журнал "Компьютерные инструменты в образовании", Санкт - Петербург: "Информатизация образования", 12, с. 41-47, 1998.
9. Теория и методика обучения физике в школе. Общие вопросы. Под редакцией С.Е. Каменейкого, Н.С. Пурышевой. М: «Академия», 2000
10. Трофимова Т.И. «Курс физики», изд. «Высшая школа», М., 1999
11. Чирцов А.С. Информационные технологии в обучении физике. Журнал "Компьютерные инструменты в образовании", Санкт - Петербург: "Информатизация образования", 12, с. З, 1999.