Реферат на тему:

Фізичний експеримент на екрані комп’ютера

Існування та поступове поширення у середній школі
комп’ютерно-орієнтованих засобів навчання, тобто засобів навчання,
спеціально розроблених для використання персональних комп’ютерів у
навчальному процесі, є фактом педагогічної реальності. До різноманіття
педагогічних програмних засобів (ППЗ), які реалізують можливість
використання комп’ютерів як засобів навчання, можна віднести і появу
таких ППЗ, які можуть бути використані для дослідження фізичних явищ у
спеціальним чином сформованих візуально-моделюючих середовищах (ППЗ ВМ).

Виникає питання, чи можна замінювати виконання лабораторної роботи, яка
передбачена програмою фізики середньої школи, використанням зазначених
засобів ?

Аналіз існуючих ППЗ ВМ показує:

1). Рівень візуалізації, наприклад, у випадку дослідження властивостей
електричного кола, може бути різним — від малюнка, коли на екрані
подається «реалістичне» відображення всіх елементів досліджуваної
системи, до відображення цієї системи на рівні електричної схеми. Теж
саме стосується зображення вимірювальних приладів — від детального
повторення зовнішнього вигляду прилада до зображення тільки шкали
вимірювань (згідно існуючих стандартів) та рухомої стрілки (використання
цифрових вимірювальних приладів ще не знайшло поширення у школі).

2). Учень приймає участь у діалогу з об’єктом спостереження через засіб
інформаційних технологій (ІТ), у якому закладена математична модель
«поведінки» системи об’єктів, орієнтуючись на екранне відображення
(візуалізацію) цієї «поведінки». У процесі аналізу екранного образу для
суб’єкту чуттєво сприймається не сам фізичний процес, а його графічне
відображення. Але при цьому найважливішим є ступінь найбільш
реалістичного відображення тієї системи об’єктів, маніпулювання з
параметрами яких здійснюється суб’єктом діяльності. Об’єктами діяльності
виступають не реальні об’єкти (у даному випадку складові електричного
кола та вимірювальні прилади), а їх екранне відображення.

3). Екранний образ, який створено на екрані комп’ютера при використанні
ППЗ ВМ, завжди вторинний у тому розумінні, що математична модель, яка
змінює стан досліджуваної системи у процесі втручання дослідника
(управління з боку користувача), сформована на підставі відомих
теоретичних уявлень, що описують розвиток подій у системі. Екранна
подія, за якою спостерігає учень, сформована як графічне відображення
предметів діяльності з урахуванням в програмі функціональних зв’язків
параметрів досліджуваного фізичного явища.

Попередня визначеність математичної моделі визначає дедуктивний підхід
до побудови навчального процесу при використанні ППЗ ВМ. З іншого боку,
отримання реальних значень параметрів фізичної системи у різних її
станах (у даному випадку через зчитування показів вимірювальних
приладів, поданих на екрані комп’ютера) визначає реалізацію індуктивного
підходу до вивчення досліджуваного процесу.

? ae

dh^„”

a$

ої події» користувачем в залежності від вікових, інтелектуальних і інших
його властивостей мають вирішальне значення для визначення доцільності
використання ППЗ ВМ у навчальному процесі.

5). Суттєвим є характер операційної діяльності, яка, у випадку
використання ППЗ ВМ, відрізняється від складу дії, які повинен виконати
учень у процесі складання експериментального устаткування, маніпуляцій з
досліджуваними об’єктами та вимірювальними приладами. Таким чином,
використання засобів ІТ у випадку модельного проведення лабораторної
роботи з застосуванням ППЗ ВМ не вирішує завдання формувань умінь та
навичок роботи з реальними об’єктами. Виходячи з цього, запровадження у
навчальний процес модельного фізичного експерименту ні в якому разі не
може повністю замінити роботу учнів з реальним лабораторним
устаткуванням, а має бути використаний з метою попереднього ознайомлення
учня з виконанням лабораторної роботи (пропедевтичний аспект
використання ППЗ ВМ), або при повторення та закріпленні навчального
матеріалу.

Як у випадку роботи з ППЗ ВМ, так і у випадку використання реального
обладнання, учень виконує ряд операцій, які пов’язані з маніпулюванням
об’єктами дослідження так, як це описується у інструкції до конкретної
лабораторної роботи. Тобто «алгоритми» досягнення встановленої мети
діяльності не відрізняєтються. Якщо у математичній моделі, на базі якої
побудован ППЗ ВМ, враховані всі суттєві якості досліджуваного явища,
результат розв’язання педагогічного завдання в обох випадках має
співпадати. Загальним в обох випадках є спрямування суб’єкту навчання на
аналіз фізичної сутності процесу.

6). Використання ППЗ, здатних візуалізувати досліджувані моделі, є
опосередкуванням предметно-маніпулятивного способу аналізу, оскільки дає
змогу оперувати відповідними екранними образами. Набутий досвідом набір
характерних ситуацій допомагає учню у навчальній діяльності так само як
і постійне тренуваня з реальними об’єктами.

Діяльність ототожнення образу сприйняття з реальним об’єктом (системою
об’єктів), властивості якого вивчаються, допомагає кращому засвоєнню
матеріалу курсу саме у процесі предметної діяльності з конкретним ППЗ,
який моделює фізичний процес. В міру накопичення досвіду роботи з
засобом ІТ у учня формуються прийоми (орієнтовні схеми) по їх
використанню цих засобів у різних сферах власної діяльності.

Зміна екранного образу залежить від зміни параметрів процесу, що
вивчається, опосередковано, через зміни параметрів математичної моделі.
При цьому, для користувача, який спостерігає за зміною екранного образу
у процесі власного втручання у цей образ, дослідження зміни характеру
протікання фізичного процесу в залежності від зміни парметрів
математичної моделі, не відрізняється від спостереження за процесом
зміни параметрів «матеріального» об’єкту у випадку використання реальних
резисторів, перемикачів, вимірювальних приладів тощо.

7). На підставі змін, що спостерігаються у стані системи, учень має
зробити узагальнюючий висновок так само, як і у випадку оперування з
реальними фізичними об’єктами. Можливість вивчення одного і того ж
фізичного процесу різними методами (способами, засобами) поширюють
знання учнів про методи дослідження природних явищ. Використання
натурного та модельного експерименту є взаємодоповнюючими способами
вивчення фізичної реальності як у методичному, так і у методологічному
плані.

8). У разі запровадження у навчальний процес з фізики модельного
фізичного експерименту, який спирається на засоби ІТ, постає питання
розробки методики його використання, що, у свою чергу, залежить від
розуміння розробниками та користувачами відповідних ППЗ ВМ місця
модельного експерименту в системі фізичної освіти.

PAGE

Похожие записи