Компьютерное моделирование позволяет наглядно иллюстрировать физические эксперименты и явления, воспроизводить их тонкие детали, которые могут быть незамечены наблюдателем при реальных экспериментах. Использование компьютерных моделей и виртуальных лабораторий предоставляет нам уникальную возможность визуализации упрощённой модели реального явления. При этом можно поэтапно включать в рассмотрение дополнительные факторы, которые постепенно усложняют модель и приближают ее к реальному физическому явлению. Кроме того, компьютер позволяет моделировать ситуации, нереализуемые экспериментально в школьном кабинете физики, например, работу ядерной установки.
Работа учащихся с компьютерными моделями и виртуальными лабораториями чрезвычайно полезна, так как они могут ставить многочисленные эксперименты и даже проводить небольшие исследования. Интерактивность открывает перед учащимися огромные познавательные возможности, делая их не только наблюдателями, но и активными участниками проводимых экспериментов.
Процесс компьютерного моделирования для учащихся увлекателен и поучителен, так как результат моделирования всегда интересен, а в ряде случаев может быть весьма неожиданным. Создавая модели и наблюдая их в действии, учащиеся могут познакомиться с рядом физических явлений, изучить их на качественном уровне, а также провести небольшие исследования.
В таблице 1.1. показана общность логики развертывания исследования, состава и последовательности выполняемых субъектом действий в натурном и различного вида модельных экспериментах.
Этапы |
Натурный эксперимент |
Модельный эксперимент |
Планирование Разработка метода исследования |
Разработка метода исследования (актуализация теории, получение расчетной формулы, определение состава контролируемых величин и способа их определения, прогноз точности и достоверности результатов, определение оптимальных методик проведения измерений и наблюдений, в т.ч., диапазона варьирования величин, способа фиксации результатов и т.п.), проектирование экспериментальной установки. |
Разработка метода исследования (актуализация теории, получение расчетной формулы, определение состава контролируемых величин и способа их определения, прогноз точности и достоверности результатов, определение оптимальных методик исследования модели, в т.ч., диапазона варьирования величин, способа фиксации результатов и т.п.), проектирование модели. |
Выполнение действий по получению первичных данных |
Сборка, наладка и тестирование экспериментальной установки, подготовка образцов, выполнение измерений и наблюдений, фиксирование их результатов |
Реализация модели, проверка правильности ее функционирования (тестирование), выполнение исследовательских процедур, фиксирование их результатов. |
Обработка и интерпретаци и полученных данных |
Обработка и интерпретация полученных данных в рамках используемой теории или гипотезы, изложение результатов и выводов. |
Обработка и интерпретация полученных данных в рамках используемой теории или гипотезы, перенос результатов исследования модели на подлинный объект исследования, изложение результатов и выводов. |
Табл. 1.1. Состав и последовательность действий, выполняемых в натурном и различного вида модельных экспериментах
Разумеется, компьютерная лаборатория не может заменить настоящую физическую лабораторию. Тем не менее, при выполнении компьютерных лабораторных работ у школьников формируются навыки, которые пригодятся им и для реальных экспериментов - выбор условий экспериментов, установка параметров опытов и т.д. Все это превращает выполнение многих заданий в микроисследования, стимулирует развитие творческого мышления учащихся, повышает их интерес к физике.
Компьютерные модели, разработанные компанией «ФИЗИКОН», легко вписываются в урок и позволяют учителю организовать новые нетрадиционные виды учебной деятельности учащихся. В качестве примера приведём три вида уроков с использованием компьютерных моделей:
1.Урок решения задач с последующей компьютерной проверкой
Учитель предлагает учащимся для самостоятельного решения в классе или в качестве домашнего задания индивидуальные задачи, правильность решения которых они смогут проверить, поставив компьютерные эксперименты. Самостоятельная проверка полученных результатов при помощи компьютерного эксперимента усиливает познавательный интерес учащихся, делает их работу творческой, а в ряде случаев приближает её по характеру к научному исследованию. В результате многие учащиеся начинают придумывать свои задачи, решать их, а затем проверять правильность своих рассуждений, используя компьютерные модели. Учитель может сознательно побуждать учащихся к подобной деятельности, не опасаясь, что ему придётся решать «ворох» придуманных учащимися задач, на что обычно не хватает времени. Более того, составленные школьниками задачи можно использовать в классной работе или предложить остальным учащимся для самостоятельной проработки в виде домашнего задания.
Статьи по педагогике:
Дошкольная педагогика Германии
Отцом всей дошкольной педагогики я считаю Фридриха Фребеля. Закончив в 1801 Йенский университет, в возрасте девятнадцати лет он начал работать у И.Г. Песталоцци в Ивердонском институте. В 1837 году, умудренный опытом, он открыл в Бланкенбурге (Тюрингия) учреждение для игр и занятий детей младшего в ...
Психологические особенности детей дошкольного возраста
К старшему дошкольному возрасту перестраивается вся психическая жизнь ребенка и его отношение к окружающему миру. Суть этой перестройки заключается в том, что в дошкольном возрасте возникает внутренняя психическая жизнь и внутренняя регуляция поведения, становление которых связано с целым рядом нов ...
Культура, просвещение и образование в Узбекистане
Вопросы просвещения и образования в Туркестане. До 1917 г. политическая власть была сосредоточена в руках нескольких правящих семей и родов, опиравшихся на поддержку военных. Мусульманское духовенство, помимо религиозной деятельности, выполняло определенные функции по воспитанию населения и решению ...