V курс, фiзико-технологічний факультет
Галатюк Ю.М., канд. пед. наук, професор
Рівненський державний гуманітарний університет
Рівне
Анотація. У статті розглянуто застосування інформаційних технологій на уроках фізики, зокрема у навчальному фізичному експерименті. Використання комп’ютера під час навчання фізики відкриває широкі можливості для підвищення ефективності навчального процесу.
Ключові слова: навчання фізики, комп’ютер, педагогічний програмний засіб.
Нові інформаційні технології змінюють все навколо. З кожним днем комп’ютери заповнюють наше життя. Сьогодні не можливо уявити сучасний урок без використання комп’ютерних засобів навчання. Використання нових інформаційних технологій під час навчання фізики відкриває широкі можливості для підвищення ефективності навчального процесу [2; 5; 6]. Використання комп’ютера дозволяє раціональніше розподілити навчальний час, сприяє покращанню емоційного сприйняття навчального матеріалу, підвищенню його інформативності, доступності та наочності.
Інтеграція звичайного уроку фізики з комп’ютером дозволяє вчителю виконати експеримент в тих розділах фізики, в яких це просто неможливо здійснити за звичайних умов. Одним з основних напрямків їх застосування на уроках фізики, на мою думку, є виконання віртуального експерименту. Звичайно, ніщо не може замінити реального експерименту. Але, слід зазначити, що віртуальний експеримент, відтворений за допомогою комп’ютера, стає помічником не лише для учня, але й для вчителя. При цьому необхідно враховувати переваги використання комп’ютерного експерименту на уроках фізики. Наведемо деякі з них: можливість використання комп’ютерного експерименту там, де це неможливо здійснити за допомогою традиційних засобів, наприклад, при моделюванні складних фізичних процесів; в багатьох школах матеріальна база з фізики є досить застарілою і не відповідає сучасним вимогам; важливе питання новизни, що можна легко здійснити за допомогою інтернет-технологій; можливість зупинки деяких експериментів у потрібному місці для детального розгляду та пояснення механізму протікання явища чи процесу (рентгенівське випромінювання, броунівський рух, дифузія тощо); демонстрації роботи установок чи систем великих розмірів чи високої вартості (ядерний реактор, ядро атома та ін.) та уникнення шкідливого впливу деяких явищ і процесів на організм людини (радіоактивні речовини, рентгенівські промені) [4; 6]. Ось далеко неповний перелік основних переваг використання комп’ютерного експерименту.
Переваги роботи учня з програмним забезпеченням полягає в тому, що цей вид діяльності стимулює творчість, розвиває пізнавальні здібності учнів. Програми можуть бути корисними при підготовці до лабораторних занять зі справжнім обладнанням і виявитися незамінними при його відсутності.
У цілому комп’ютер доповнює систему технічних засобів навчання, перевершуючи їх за якістю. Його можна вважати універсальним засобом навчання, який одночасно може застосовуватись у ролі аудіовізуального засобу, як проектор, як електронний підручник, посібник, довідник і т. ін.
У контексті сказаного ми хочемо зупинитися на застосуванні комп’ютера у виконанні лабораторних робіт, зокрема на використанні педагогічного програмного засобу (ППЗ) “Віртуальна фізична лабораторія 10-11 кл.” [1; 3]. Нижче представлений фрагмент віртуальної лабораторної роботи та відповідні рисунки з скриншотами екрану монітора комп’ютера.
Лабораторна робота: “Дослідне підтвердження закону Бойля-Маріотта”.
Мета роботи: дослідити зміну об’єму певної маси газу зі зміною тиску при сталій температурі, і встановити залежність між об’ємом і тиском.
Прилади і матеріали: скляний циліндр з водою висотою приблизно 60 см; скляна трубка довжиною 60 см, закрита з одного кінця; вимірна лінійка з ціною поділки 5 мм/под; барометр-анероїд; штатив універсальний з муфтою і лапкою.
Виконання роботи у віртуальній фізичній лабораторії
- Розглянути запропоновані прилади і матеріали.
- Виміряти барометром атмосферний тиск.
- Виміряти довжину стовпчика повітря в трубці і різницю рівнів води в ній і циліндрі.
- Обчислити добуток .
- Заповнити таблицю результатів.
- Накреслити наближену ізотерму, одержану у цій роботі.
У випадку відсутності відповідного обладнання в кабінеті фізики лабораторне дослідження можна провести за допомогою використання його комп’ютерної моделі (рис.1).Дані для проведення відповідних обчислень учень отримує з відеофрагмента.
Рис.1. Інтерактивна лабораторна робота
Рефлексію своєї діяльності, а також самоконтроль щодо досягнення мети роботи учні мають змогу здійснити за допомогою самоперевірки (рис.2).
Перевагою віртуальної лабораторної роботи є можливість її виконання поза фізичним кабінетом, зокрема в домашніх умовах. Відповідно
Рис.2. Самоперевірка знань
розкриваються додаткові можливості для організації дистанційного навчання і ефективного поєднання урочної і позаурочної пізнавальної діяльності учнів.
Безперечно, віртуальна лабораторія не може повноцінно замінити реальну фронтальну лабораторну роботу, яка виконується на уроці в умовах фізичного кабінету. Як відомо, однією з основних дидактичних функцій фронтальної лабораторної роботи є формування практичних умінь і навичок в ході виконання фізичного експерименту. Як бачимо, таку функцію віртуальна лабораторна робота забезпечити не може.
Проте, якщо поглянути на віртуальну лабораторну роботу крізь призму діяльнісного підходу, то стає зрозумілою доцільність її виконання у контексті підготовки до реальної лабораторної роботи та закріплення її результатів.
Як відомо, важливим компонентом будь-якого уміння і, відповідно, дії є орієнтувальна основа – система уявлень про мету, план і засоби здійснення дії, образ системи операцій та детальний план процесу виконання дії [2].
Як висновок, віртуальна лабораторна робота хоча і не виконує дидактичних функцій, покладених на реальну лабораторну роботу, проте є важливим і ефективним інструментом для засвоєння орієнтувальної основи діяльності, яка буде здійснюватись (функція підготовки) чи здійснювалась (функція закріплення) в ході виконання реальної лабораторної роботи.
Порівняно з традиційною формою проведення занять використанням комп’ютерних та мультимедійних технологій вивільняє більше часу для застосування активних методів і прийомів навчання – частково-пошукові, дослідницькі, інтерактивні тощо. У процесі навчання фізики використання комп’ютерних технологій особливо актуальне, оскільки істотно розширює можливості традиційної методики з організації фізичного експерименту через використання комп’ютерного моделювання. Але використання комп’ютера для експериментального відтворення навчального матеріалу доцільне лише як доповнення реального навчального експерименту, а не його заміна. Доцільне поєднання реального експерименту і комп’ютера для забезпечення більш глибокого дослідження перебігу явищ, зокрема, через розширення меж зміни параметрів через комп’ютерне моделювання.
З використанням комп’ютера підвищується інтерес учнів до навчання фізики, максимально використовуються психофізичні та інтелектуальні ресурси особистості школяра, розвивається творчий потенціал, розширюється кругозір, здійснюється зв’язок теорії з практикою. Але використання лише комп’ютера не може замінити справжню фізичну лабораторію, в якій учні можуть з успіхом і старанням виконувати практичні і експериментальні завдання з використанням приладів, моделей, пристосувань.
Список літератури
- Віртуальна фізична лабораторія Фізика 10-11 [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://shkola.ostriv.in.ua/publication/code-39182099994C5/list-211469C1327.
- Галатюк Т.Ю. Інформаційні технології як засіб розвитку експериментальної культури у навчанні фізики / Тарас Галатюк //Інформаційні технології в професійній діяльності: Матеріали VI Всеукраїнської науково-практичної конференції. – Рівне: РВВ РДГУ. – – С.8 –10.
- Електронні засоби навчання [Електронний ресурс]. – Режим доступу:http://www.znanius.com/.
- Калапуша Л.Р. Дидактичні можливості комп’ютерного моделювання у вивченні фізики / Калапуша Л.Р., Муляр В.П. // Вісник Чернігівського державного педагогічного університету імені Т.Г. Шевченка. – Чернігів: ЧДПУ, 2000 – №3. – С. 64-66.
- П’яних І. М. Використання комп’ютерних технологій при виконанні лабораторних робіт з фізики / П’яних І. М. // Фізика та астрономія в школі. – 2008. – №5– 6. – С. 11–13
- Ментова Н. О. Інтегративний підхід до змісту лабораторних робіт / Ментова Н. О. // Фізика. Нові технології навчання : зб. наук. праць студентів і молодих науковців. – Кіровоград : РВВ КДПУ ім. В. Винниченка, 2007. – Вип. 5. – С. 122–127..