ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ
НА УРОКАХ ФИЗИКИ
Е.Н.Калашникова
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение г. Иркутска СОШ №50
Одной из главных задач обучения физике является развитие мышления, формирование умения самостоятельно приобретать и сознательно применять знания в практической деятельности. Положительное решение такой задачи возможно лишь при условии возникновения у обучающихся устойчивого интереса к изучаемому явлению, теме, разделу. Особенно важно сформировать системный подход, видение взаимосвязи, казалось бы, совсем разных явлений.
Наиболее наглядно это можно продемонстрировать при практическом эксперименте.
Тем не менее, по различным объективным и субъективным причинам проведение практического эксперимента не всегда представляется возможным. В качестве решения этой проблемы на уроках физики мы используем компьютерные модели, позволяющие выполнить ряд экспериментов при различных начальных условиях.
Под компьютерными моделями в данном случае понимаются компьютерные программы, позволяющие имитировать физические явления, эксперименты или идеализированные ситуации, встречающиеся в задачах. Прежде всего, чрезвычайно удобно использовать компьютерные модели в демонстрационном варианте при объяснении нового материала или при решении задач. Например, движение тела при наличии положительной начальной скорости и отрицательного ускорения гораздо проще и нагляднее показать, используя модель «Равноускоренное движение тела», чем объяснять это при помощи доски и мела. При указанной демонстрации на экране компьютера движется спортсмен, который в соответствии с заданными начальными условиями тормозит, разворачивается и набирает скорость в противоположном направлении, соответственно изменяется длина и направление вектора его скорости, а также в динамическом режиме строятся графики координаты, модуля перемещения и проекции скорости.
Некоторые модели позволяют предложить учащимся наиболее интересные, с нашей точки зрения, задания – это задания проблемного и исследовательского характера. В разделе «Механика» ним можно отнести компьютерные модели «Движение тела, брошенного под углом к горизонту» и «Упругие и неупругие соударения».
Так, при изучении движения тела, брошенного горизонтально, можно предложить учащимся следующий вопрос: два тела падают с одной и той же высоты, причём первое тело падает без начальной скорости, а второе – с начальной скоростью, направленной горизонтально; какое тело упадёт на землю раньше? Наверняка в классе найдутся ребята, которые считают, что первое тело упадёт раньше. Вот здесь-то и пригодится компьютерный эксперимент. Конечно, мы не ставим под сомнение полезность демонстрации данного эксперимента с использованием лабораторного оборудования. Более того, мы считаем лабораторный эксперимент чрезвычайно полезным. Однако согласитесь, что данный эксперимент в кабинете физики при малой высоте, с которой падают тела, получается не слишком убедительным, а то, что наличие горизонтальной скорости не влияет на время падения тела, после проведённых компьютерных экспериментов, обучающиеся поймут и запомнят обязательно.
При изучении раздела «Молекулярная физика» компьютерные модели используются при изучении Броуновского движения, агрегатного состояния вещества и т.д.
Разумеется, компьютерная лаборатория не может заменить настоящую физическую лабораторию. Тем не менее, выполнение компьютерных лабораторных работ требует определенных навыков, характерных и для реального эксперимента – выбор начальных условий, установка параметров опыта и т. д. Работа учащихся с компьютерными моделями чрезвычайно полезна, так как компьютерные модели позволяют в широких пределах изменять начальные условия физических экспериментов, что позволяет им выполнять многочисленные виртуальные опыты. Некоторые модели позволяют одновременно с ходом экспериментов наблюдать построение соответствующих графических зависимостей, что повышает их наглядность. Подобные модели представляют особую ценность, так как учащиеся обычно испытывают значительные трудности при построении и чтении графиков.
Несомненно, что применение компьютерных моделей на уроках будет наиболее эффективным при соответствующем оснащении кабинета физики. Материальная база лицея (несколько компьютерных классов, оснащенных мультимедийными проекторами, интерактивными досками) позволяет нам систематически проводить уроки с использованием компьютерной демонстрации.
Накопленный нами опыт проведения таких уроков позволяет сделать вывод, что применение компьютерных моделей вызывает огромный интерес учащихся, развивают их мыслительную деятельность и формируют прочные знания по физике.
