Использование компьютера как средства обучения

при решении задач и физическом эксперименте.
«Человек знает физику, если он умеет решать задачи» Энрико Ферми Современное общество предъявляет к образованию требование повышения эффективности обучения, компьютерной компетентности от учителя, внедряющего компьютерные технологии в свою педагогическую практику, но компетентность может возникнуть лишь в результате практической деятельности. Каждый учитель с учетом своей индивидуальности и преподавательской манеры, может выработать свои варианты использования неограниченных ресурсов Интернета, приспособиться и сориентироваться в имеющейся сфере компьютерных медиатек школы, кабинета, учащихся, сети. В настоящее время существует множество разработок компьютеризации школьного курса физики: существуют сайты , содержащие теоретический материал , задачи , тесты, лабораторные работы, разработки внеклассных мероприятий , элективных курсов, открытых уроков , игр, олимпиад , викторин, серии уроков по отдельной теме , биографии учёных , сценарии Интернет-уроков. Для меня наиболее привлекательными являются тесты: обучающие, контролирующие, тематические, экспресс-подготовка к ЕГЭ, компьютерное моделирование, электронные учебные модули (ЭУМ), компьютерные тренажеры. Использование компьютерных технологий при проведении работ лабораторного практикума облегчает усвоение теоретических знаний, развивает умения и навыки работы с компьютером, подготавливает к работе с реальным оборудованием. Три года длится инновационный проект создания школьной физической лаборатории «Эврика» с реальным оборудованием «L-микро» и компьютерным экспериментом, результаты и анализ реализации которого я уже освещала в статье «От эксперимента учителя к ученическим экспериментам» для сборника Мирнинского Политехнического лицея. Повторяться не буду, скажу лишь, что эксперимент успешен: возможности, темы экспериментов, цели и перспективы, преимущества очевидны и актуальны, проблемы решаемы и в перспективе устранимы. В современной школе широко представлено программное обеспечение – мультимедийный курс «Открытая физика». В школьном курсе физики есть множество задач по механике, изобилующих громоздкими, трудоёмкими расчётами, в которых максимум ученического времени при решении физической задачи уделяется математическим расчётам. Примерам таких задач является задача на движение тела, брошенного под углом к горизонту. Например, такая: с высоты Н под углом α к горизонту с начальной скоростью Uo брошено тело. Через какое время и на каком расстоянии по горизонтали тело упадет на землю, какой
максимальной высоты достигает во время движения? Решение координатным способом выглядит следующим образом: по оси oy тело движется по закону: Y = Н + Uо αt −¿ ¿ 2 2 sin ¿ Падение на землю означает обращение Y в «O» Решаем квадратное уравнение: О = Н + Uо αt −¿ ¿ 2 2 sin ¿ По оси ох тело движется равномерно по закону: Х = Uо cos αt ; подставив в это уравнение найденное значение «t», получим горизонтальную дальность полёта. Ищем Y max; для этого находим производную y 1 (t) : y 1 = U o sin ❑ α - gt; Приравняем y 1 (t) к О, получим t = Uosinα g - время полёта до верхней точки «y максимальное». Подставив t = Uosinα g в уравнение y = H + U o sin ❑ αt – g t 2 2 Найдем максимальную высоту подъёма – «y максимальное» Всё это: Hmax ,l наглядно и практически мгновенно можно увидеть на траектории y ( x ) при любых заданиях H, Uo, α. Меняя условия задачи, т.е. численные значения параметров H ❑ , U 0 , α ❑ можно решать исследовательские задачи по нахождению зависимости H max и L от U 0 , α; H. Например, убедиться в том, что достигается приα =¿ l max ¿ 45 0 ; при α = 40 0 и 50 0 ; 30 0 и 60 0 ; 20 0 и 70 0 , и любой другой паре углов в сумме составляющих 90 0 , получаем одинаковую дальность полета при разных траекториях полета: «настильной» и «навесной», соответствующих меньшему и большему углам броска к горизонту. В полном интерактивном курсе «Физика – 7-11» компании «Физикон» имеются прекрасные программы, иллюстрирующие на графиках, в компьютерных экспериментах множественные разделы и темы школьного курса физики. Эффективно выглядит изучение колебания груза на пружине, колебание математического маятника, расчёт электрических цепей смешанного соединения, движение тела по наклонной плоскости, опыты Фарадея, вес тела, движущегося с ускорением, проверка уравнения теплового баланса в работе «Изучение явления теплообмена», изучение неупругого и абсолютно упругого
ударов и множество других задач. Компьютерные версии лабораторных установок моделируют физические опыты, выполняя которые виртуально, не страшно совершать ошибки, но можно запомнить и отработать алгоритм своих правильных действий, осмыслить их, приобрести навыки измерения исследуемых физических величин, развить исследовательские способности, обнаружить у себя склонность к проведению физических опытов, экспериментов с реальным лабораторным оборудованием. Возможность в любое время урока обратиться за помощью к глобальным ресурсам Интернета сбылась для множества участников образовательного процесса. И не тогда, когда образовательное учреждение, демонстрируя свои инновационные изменения, эпизодически, на время открытых уроков, «пускает» учителя-предметника с классом в кабинет информатики, а когда Интернет-ресурсы доступны прямо в классе в любое время любому ученику. Приветствую стремление учащихся получить ответ на свой вопрос не от учителя, переадресуя свои проблемы ему, а через поисковые системы Интернета, когда ученик получает ответы на свои вопросы, минуя учителя. Мне запомнился случай, когда ученик 9 класса, решая тест по механике, не знал ответ на вопрос: «Кому принадлежит первая формулировка закона сохранения механической энергии»:  Лейбницу  Ньютону  Декарту  Гюйгенсу и попросил разрешения найти ответ в Интернете. Конечно, в подобной просьбе я ему не отказала, и очень быстро ответ был получен. С тех пор обращаться с вопросами к Интернету стало у нас нормой. Так, мы интересовались Адронным коллайдером, бестеневыми хирургическими лампами, 160411 опытами Фарадея, значением терминов «квазиупругое взаимодействие», «мультиполе», находили в Интернет-справочниках численные значения физических констант, использовали встроенный компьютер и проверяли своё знание теории, запрашивая, например: «Тесты – 10 класс. I закон термодинамики». Очень нравятся мне и моим ученикам мультипликационные модели физических процессов, интерактивные учебные модели с параметризацией численных значений в задачах, интерактивные on-line тесты. Фронтальную работу со всем классом или индивидуально с учащимся можно осуществлять либо с использованием проектора, либо на ПК и индивидуальных ноутбуках. Подобные задания имеют огромную вариативность, индивидуализируют процесс обучения, помогают пробудить интерес учащихся к изучаемому материалу, концентрируют внимание, активизируют самостоятельность, помогают в достижении и управлении новыми подходами к оценке качества образования, формируют компетентности.
Программы из серии «Виртуальный наставник», «Виртуальная школа», удобно использовать при проведении элективных курсов по подготовке к ЕГЭ, ГИА, на практикумах по решению задач, на кружковых занятиях «Прикладная физика», «Эврика», при подготовке к олимпиадам. Специальные интерактивные тренажеры развивают навыки решения тестовых задач, предусмотрена работа над ошибками, голосовая помощь, комментарии , подсказки, указания на пробелы в знаниях, справочные сведения и теоретическую часть курса физики. Анимации, видеофрагменты, медиа-иллюстрации можно органично включать в урок, а ученику многократное прохождение одной и той же темы с последующим выполнением тестов, проверочных заданий , тренажеров, экзаменов по курсу поможет проследить динамику своей успеваемости, а учителю осуществлять мониторинг качества преподавания и разрабатывать, и контролировать индивидуальную образовательную траекторию учащихся, эффективно подготовить к сдаче ЕГЭ, получить основополагающие знания предмета. Использование ИКТ и изменение менталитета учителя, начинающего внедрять в практику преподавания компьютерные технологии, согласно национальной доктрине образования, идеально решает задачу всестороннего развития детей, их творческих способностей и формирования у них навыков самообразования и предметных компетентностей, прекрасно уживается и обогащает, разнообразит традиционные методики.