Решение задач
Рассмотрим подробнее компьютерное моделирование.
Применения метода компьютерного моделирования в средней основной школе в основном используется как средство наглядности.
Можно создавать впечатляющие и запоминающиеся зрительные образы, которые будут способствуют пониманию изучаемого явления и запоминанию важных деталей в гораздо большей степени, чем соответствующие математические уравнения. Моделирование, как средство наглядности позволит привлечь внимание учащихся к тонким деталям изучаемого явления, ускользающим при непосредственном наблюдении. Графическое отображение результатов моделирования на экране компьютера одновременно с анимацией изучаемого явления или процесса позволяет учащимся легко воспринимать большие объемы содержательной информации.
В старшей школе также необходимо, чтобы школьники сами строили модели, изучали какие-либо объекты и явления с помощью моделирования. Это также могут быть как работы, выполненные в домашних условиях, так и лабораторные работы. При выполнении работ такого рода учащиеся проходят все этапы научного познания: наблюдение, построение модели,
экспериментирование с ней, перенос знаний с модели на изучаемый объект.
Использование данного метода в методике изучения физики обладает рядом положительных моментов
•учит выделять отдельные существенные элементы в изучаемом предмете,
• представлять перед учащимися скрытые свойства предмета
• наблюдать физику процессов в замедленном, убыстренном темпе и
демонстрировать их действие необходимое число раз
• изучать и демонстрировать явления, которое не может быть
показано в школьных условиях(что очень важно для атомной физики)
• использовать модели в качестве демонстрационного опыта
Данный метод будет способствовать закреплению физического материала, развитию физической интуиции, более глубокому проникновению в суть изучаемой темы
Решение задач
Задачи можно разделить на качественные, вычислительные, экспериментальные, графические, а также задачи, решаемые с использованием правил размерности.
Велика роль вычислительных задач, так как к окончанию основной и, тем более, средней школы учащиеся обладают уже достаточной математической подготовкой и владеют большим багажом физических знаний. Необходимо предлагать вычислительные задачи, при решении которых нужно использовать несколько действий, проводить определенную логику физических и математических умозаключений. Все же следует избегать чрезмерно громоздких в математическом отношении задач. Решение вычислительных задач не только способствует закреплению физических знаний, но и определяет формирование навыков быстрых и рациональных вычислений. Важно формировать у учащихся навыки оценки порядка величин и приближенных вычислений, а также вычислений с помощью калькулятора.
Качественные задачи занимают особое место при изучении физики атомного ядра, так как физика атомного ядра изучается в основном на описательном уровне. Решение этих задач направлено, на установление качественных зависимостей между изучаемыми физическими явлениями, что способствует развитию логики мышления школьников. Зачастую решение качественных задач вызывает у учащихся трудности, но в тоже время решение этих задач способствует повышению интереса к физике.
Уроки решения задач лучше проводить в виде практикумов по завершении изучения большой темы [И. Ю. Лебедева, В. Е. Фрадкин. Согласованное планирование для старшей школы. Физика, 2005, № 13. С. 37.]. Учитель, организуя практикум, по теме составляет таблицу с номерами задач по подтемам и трем уровням сложности. Первый урок практикума посвящается разбору основных алгоритмов в рамках данной темы. Их применение иллюстрируется задачами второго уровня сложности. Их решения анализируются и записываются в тетрадь. Далее учащиеся решают самостоятельно, а учитель выполняет роль консультанта. После проверки работ выполняется анализ типичных ошибок и решение наиболее трудных задач.
Задачи играют отнюдь не тренировочную роль; они призваны уточнить изучаемые физические закономерности, осознать изучаемые модели и явления, сформировать общие умения получать и преобразовывать информацию, анализировать физическую ситуацию, искать закономерности.
К тому же школьный курс сохраняется экспериментальным. Только грамотно организованное самостоятельное проведение наблюдений, лабораторных работ, экспериментальных исследований позволяет учащемуся осознать физическое явление, его роль и значение для практики. Натурный эксперимент не может быть заменен никакими компьютерными моделями.
Решение экспериментальных задач, наряду с проведением демонстрационного и лабораторного эксперимента, содействуют закреплению знаний, проверке ими изучаемых теоретических положений.
Материальные модели на первом этапе обучения физике в основном исполь-
зуются как средство наглядности, поэтому им следует придавать как можно больше
демонстрационных качеств: доступность, выразительность, красочность, нагляд-
ность. 72
Важно, чтобы школьники, изучая материальные модели, осознавали их имен-
но как модели, как приближенные описания соответствующих реальных ситуаций
(явлений, процессов), как нечто такое, что специально создано для решения постав-
ленной познавательной задачи и что может быть заменено более точным, более
удобным описанием.
Успех использования материальных моделей в формировании того или иного
понятия в значительной мере зависит от умелого соединения учителем образа со
словом. Необходимо также, чтобы школьники сами строили модели, сами изучали
какие-либо объекты, явления с помощью моделирования. Это также могут быть ра-
боты, выполненные в домашних условиях. При выполнении работ такого рода уча-
щиеся проходят все этапы научного познания: наблюдение, построение модели,
экспериментирование с ней, перенос знаний с модели на изучаемый объект.
.
.
Еще К. Д. Ушинский писал: «Преподавание всякого предмета должно идтитаким путем, чтобы на долю воспитанника оставалось столько труда, сколькомогут одолеть его молодые силы».Развитие мышления учащихся. Для системы работы учителя по активизации познавательной деятельностиучащихся в обучении очень важно иметь в виду, что в мыслительнойдеятельности школьников можно выделить три уровня: уровень понимания,уровень логического мышления и уровень творческого мышления.
III. МОДЕЛИ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСА ФИЗИКИ
С. Е. Попов, С. В. Поршнев, С. Э. Потоскуев,
Нижнетагильский ГПУ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
Уровень подготовки обучаемых физике, с нашей точки зрения, будет соответ-
ствовать требованиям фундаментализации образования, методологической направ-
ленности в профессиональной подготовке, формированию правильной, современной
научной картины мира, если
• в процессе подготовки будет больше внимания уделяться математическому
моделированию фундаментальных физических объектов и явлений и исследованию
свойств этих моделей;
• будет больше времени отводиться вычислительному и мысленному экспе-
риментам с последующим анализом и обсуждением результатов;
• в качестве методов обучения будут использоваться проблемно-поисковые и
творчески-репродуктивные, направленные на развитие и формирование активной
личности в процессе обучения.
Рассмотрение самостоятельных курсов физических дисциплин (например,
классической механики, термодинамики и статистической физики, квантовой физи-
ки) показывает, что их преподавание до настоящего времени осталось «классиче-
ским», то есть базирующимся на «трех китах»: теоретическом курсе, излагаемом в
виде лекций; семинарских занятиях, на которых проводится решение задач; лабора-48
торных занятиях. Такое положение объясняется во многом тем, что до недавнего
времени учебные заведения не были обеспечены достаточным количеством вычис-
лительной техники. Однако в настоящее время, когда вузы и большинство школ ос-
нащены персональными компьютерами (ПК), возможности которых позволяют ре-
шать в реальном времени задачи, требующие большого объема вычислений, по на-
шему мнению, назрела необходимость пересмотра подходов к использованию ПК в
преподавании физик
ответствующими курсами лабораторных работ по компьютер-
ному моделированию. Это, во-первых, позволит внедрить принципы компьютерного
мышления в изучение физики.
задачи квантовой физики (демонстрация корпускулярно-волнового дуализма, расчет спектров излучения
и поглощения атомов и др.);