Проблема обучения решению физических задач стоит как перед преподавателями школ, так и высших учебных заведений.
В работе А.В. Усовой [1] отмечается, что процесс решения физических задач осуществляется в четыре действия: 1- осознание, восприятие задачи; 2- планирование процесса решения; 3- осуществление процесса решения; 4- проверка полученного результата решения - раскрывается смысл этих действий и приводится обобщенная структура процесса решения задач при обучении физике. С другой стороны, условие любой физической задачи, которая предлагается студенту, есть модель, с той или иной степенью точности отражающая реальный физический процесс. Концепции использования возможностей информационно-образовательной среды (ИОС) (компьютерных технологий) для повышения эффективности обучения физике изложены в работе [2,3].
В Кузбасской государственной педагогической академии обучение решению задач по физике с применением ПК на физико-математическом и технолого-экономическом факультетах проводили по следующей технологии: Первые 3-4 занятия обучающимся предлагались простые, тренировочные модели (задачи). Цели этих занятий: усвоить основные законы изучаемого раздела, приобрести умение анализировать модель и находить способы определения параметров, характеризующих данную модель и связь между ними, научиться строить модель на компьютере.
Построение простых, тренировочных моделей на первых занятиях со студентами проводится с помощью преподавателя. Кроме того, одновременно рассматриваются типы моделей, методы построения и визуализации моделей [8].
В дальнейшем, по мере овладения программным обеспечением и методами построения моделей, студенты получают более сложные задания.
В качестве среды для моделирования на ПК использовался пакет MathCad, как наиболее удобный для проведения занятий такого типа [4-7].
В таблице1 приведены этапы традиционной методики решения физических задач [1] и при использовании ПК.
Таблица 1. этапы традиционной методики решения физических задач[1] и при использовании ПК
|
Традиционная методика [1] |
Использования ПК |
|
Условие задачи |
модель |
|
осознание, восприятие задачи Планирование решения.
Осуществление процесса решения.
Проверка полученного результата |
Анализ модели, ее восприятие. Анализ параметров, характеризующих модель и установление их взаимосвязей. Построение математической модели. Выбор среды, в которой строится данная модель на ПК. Проектирование и отладка компьютерной модели. Исследование модели. Нахождение значений параметров модели определяемых требованием задачи. Проверка результатов. |
Таким образом, методика проведения традиционных, практических и семинарских занятий является неотъемлемой частью компьютерной технологии обучения решению физических задач. Преимущество компьютерной технологии перед традиционной методикой решения физических задач по нашему мнению заключается в следующем:
- Занятия становятся более интересными для студентов;
- Задачи, предлагаемые студентам, носят исследовательский характер, что позволяет более глубоко изучить рассматриваемый процесс или явление;
- Возможность индивидуальной работы с каждым студентом;
- Непосредственная реализация межпредметных связей - физика-математика-информатика, а в зависимости от рассматриваемой модели возможно и с другими предметами.
- Возможность визуализации изучаемой модели и изучения процесса в динамике.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- А.В.Усова, Н.Н.Тулькибаева. Практикум по решению физических задач. М.: «Просвещение», 2001 г., с. 206.
- С.В.Борисенок. Современный подход к моделированию в курсе теоретической физики в педагогических университетах // Физическое образование в вузах. 2004г., т.10., №3., с. 6-18.
- А.И.Назаров, С.Д.Ханин. Информационно-образовательная среда как средство повышения эффективности обучения физике в вузе// Физическое образование в вузах. 2004г., т.10., №3., с. 45-60.
- В.Г.Суппес. Использование ЭВМ при изучении гармонических колебаний // Физическое образование в вузах. 2001 г., т.7., №3, с.81-91.
- В.Г.Суппес. Решение задач по механики в среде MathCad.// Физическое образование в вузах. 2002 г., т.8., №4, с.143-149.
- В.Г.Суппес. Физическое моделирование при изучении электростатических полей в курсе общей физики. // Современные наукоемкие технологии. М.: «Академия Естествознания». 2004 г., №4, с.54.
- М.Д.Старостенков, В.Г.Суппес. Использование среды MathCad при решении задач в курсе общей физики. // Успехи современного естествознания. М.: «Академия Естествознания».2004 г., №8, с.96.