Компьютерные Модели По Физике
Указаны направления использования компьютерных моделей как средства.
., учитель информатики и физики, заместитель директора по УВР Разделы: С широким внедрением информационных технологий в учебный процесс, у многих педагогов возникли вопросы: “А нужен ли вообще компьютер на уроках физики? Не вытеснят ли компьютерные имитации реальный эксперимент из учебного процесса?”.
- Компьютерные модели. Электронный учебник, задачи, контрольные вопросы и тесты, лабораторные работы – все это составляет содержание курса «Открытая физика 2.0». Однако, главной отличительной особенностью, ядром курса являются многочисленные интерактивные физические модели.
- Модели по физике на английском языке. Модели 2- и 4- тактового двигателя внутреннего.
Педагоги нашей школы считают, что использование компьютера на уроках оправдано, прежде всего, в тех случаях, в которых он обеспечивает существенное преимущество по сравнению с традиционными формами обучения. Я с ними полностью согласна. Одним из таких случаев является использование компьютерных моделей и виртуальных лабораторий. В чем же заключается преимущество компьютерного моделирования по сравнению с натурным экспериментом? Компьютерное моделирование позволяет наглядно иллюстрировать эксперименты и явления, воспроизводить их тонкие детали, которые могут быть незамечены наблюдателем при реальных экспериментах. Использование компьютерных моделей и виртуальных лабораторий предоставляется как уникальная возможность визуализации упрощенной модели реального явления.
При этом можно поэтапно включать в рассмотрение дополнительные факторы, которые постепенно усложняют модель и приближают ее к реальному явлению. Кроме того, компьютер позволяет моделировать ситуации, нереализуемые экспериментально. Например, при изучении темы “Ядерный реактор” в 11-м классе я использую модель “Работа ядерного реактора” из учебного электронного издания “Физика 7–11 класс. Практикум” компании ФИЗИКОН, которая ярко и наглядно представляет процессы, происходящие при работе ядерного реактора. Работа учащихся с компьютерными моделями и виртуальными лабораториями, чрезвычайно полезна, так как они могут ставить многочисленные эксперименты и даже проводить небольшие исследования. Интерактивность открывает перед учащимися огромные познавательные возможности, делая их не только наблюдателями, но и активными участниками проводимых экспериментов.
Процесс компьютерного моделирования для учащихся увлекателен и поучителен, так как результат моделирования всегда интересен, а в ряде случаев может быть весьма неожиданным. Создавая модели и наблюдая их в действии, учащиеся могут познакомиться со многими явлениями, изучить их на качественном уровне, а также провести небольшие исследования. Разумеется, компьютерная лаборатория не может заменить настоящую физическую или химическую лабораторию. Тем не менее, при выполнении компьютерных лабораторных работ у школьников формируются навыки, которые пригодятся им и для реальных экспериментов – выбор условий экспериментов, установка параметров опытов и т.д. Все это превращает выполнение многих заданий в микроисследования, стимулирует развитие творческого мышления учащихся, повышает их интерес к предметам естественно-научного цикла.
Работа учащихся с компьютерными моделями полезна потому, что, благодаря возможности изменения в широких пределах начальных условий экспериментов, компьютерные модели позволяют им выполнять многочисленные виртуальные опыты. Некоторые модели позволяют одновременно с ходом экспериментов наблюдать построение соответствующих графических зависимостей, что повышает их наглядность. Подобные модели имеют особую ценность, так как учащиеся, как правило, испытывают значительные трудности при построении и чтении графиков. В качестве примера можно привести модель “Равноускоренное движение тела” из выше названного диска.
В данной модели, кроме движущегося спортсмена, 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. К тому же, такая самостоятельная исследовательская деятельность настолько для них интересна и увлекательна, что вопросы обеспечения дисциплины и внимания вообще не возникают. Конечно, компьютерные демонстрации будут иметь успех, если учитель работает с небольшой группой учащихся, которых можно рассадить вблизи монитора. Поскольку количество компьютеров и наполняемость классов в нашей школе невелика, то я имею возможность широко применять информационные технологии в учебном процессе.
При этом я использую компьютеры для самостоятельной подготовки учащихся (изучение конспектов, просмотр видеозаписей, проведение практических работ). Провожу классные лабораторные работы (в компьютерном классе), самостоятельные практические работы учеников (решение примеров из базы данных вопросов и задач), готовлю материалы для проведения контрольной работы в традиционном (“бумажном”) варианте в классе, для подготовки к занятию или контрольной работе, для выполнения учащимися творческих работ под руководством учителя, а также самостоятельно. Компьютерные модели легко вписываются в традиционный урок и позволяют учителю организовывать новые виды учебной деятельности. В качестве примеров приведу три вида уроков с использованием моделей, опробованных мной на практике. Урок закрепления знаний – решение задач с последующей компьютерной проверкой полученных ответов. Можно предложить учащимся для самостоятельного решения в классе или в качестве домашнего задания задачи, правильность решения которых они смогут проверить, поставив компьютерные эксперименты. Самостоятельная проверка полученных результатов при помощи компьютерного эксперимента усиливает познавательный интерес учащихся, делает их работу творческой, а в ряде случаев приближает ее по характеру к научному исследованию.
В результате, на этапе закрепления знаний многие учащиеся начинают придумывать свои задачи, решать их, а затем проверять правильность своих рассуждений, используя компьютер. Составленные школьниками задачи можно использовать в классной работе или предложить остальным учащимся для самостоятельной проработки в виде домашнего задания.
Урок обобщения и систематизации знаний – исследовании. Учащимся предлагается на этапе обобщения и систематизации нового материала самостоятельно провести небольшое исследование, используя компьютерную модель или виртуальную лабораторию, и получить необходимые результаты. Компьютерные модели и виртуальные лаборатории позволяют провести такое исследование за считанные минуты. Конечно, учитель формулирует темы исследований, а также помогает учащимся на этапах планирования и проведения экспериментов. Урок комплексного применения ЗУН – компьютерная лабораторная работа. Для проведения такого урока необходимо, прежде всего, разработать соответствующие раздаточные материалы, то есть бланки лабораторных работ. Задания в бланках работ следует расположить по мере возрастания их сложности.
Вначале имеет смысл предложить простые задания ознакомительного характера и экспериментальные задачи, затем расчетные задачи и, наконец, задания творческого и исследовательского характера. Отмечу, что задания творческого и исследовательского характера существенно повышают заинтересованность учащихся в изучении предметов и являются дополнительным мотивирующим фактором. По указанной причине уроки последних двух типов особенно эффективны, так как ученики получают знания в процессе самостоятельной творческой работы.
Эти знания необходимы им для получения конкретного, видимого на экране компьютера, результата. Учитель в таких случаях является лишь помощником в творческом процессе формирования знаний. В последнее время много говорится об индивидуальном подходе при обучении учащихся. Как же можно осуществить индивидуальный подход при использовании компьютерных моделей в учебном процессе? При индивидуальной работе учащиеся с большим интересом “возятся” с предложенными моделями, пробуют их регулировки, проводят эксперименты. Рассмотрим виды заданий к компьютерным моделям с точки зрения их использования при работе с одаренными и слабоуспевающими учащимися. Например, ознакомительные задания, простые компьютерные эксперименты, экспериментальные и качественные задачи больше подойдут для слабых учащихся.
В то время как расчетные задачи с последующей компьютерной проверкой подходят и для слабых и для одаренных учащихся. В этом случае все зависит от сложности предлагаемых задач. А вот неоднозначные задачи, задачи с недостающими данными, творческие, исследовательские и проблемные задания больше подходят для сильных учащихся. Хотя, если учитель может оказать существенную помощь слабым учащимся, то и они могут одолеть некоторые из этих заданий.
Наиболее способным учащимся можно предлагать исследовательские задания, то есть задания, в ходе выполнения которых им будет необходимо спланировать и провести ряд компьютерных экспериментов, позволяющих подтвердить или опровергнуть определенные закономерности. Самым сильным ученикам можно предложить самостоятельно сформулировать такие закономерности. Отметим, что на уроках большим и неизменным успехом, как у сильных, так и у слабоуспевающих учащихся пользуются творческие задания на придумывание собственных задач.
Кроме того, я широко применяю информационные технологии не только на уроках, но и на дополнительных занятиях. В частности при подготовке учащихся к итоговой аттестации в форме ЕГЭ. Литература. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования // Под ред. – М.: ACADEMA, 2000. Кавтрев А.Ф.
“Компьютерные модели в школьном курсе физики”. Журнал “Компьютерные инструменты в образовании”, № 2. СПб, Информатизация образования, 1998.
(Здесь собраны ссылки на анимационные задачи и эксперименты на flash нескольких сайтов. Пользуясь браузером, вы можете виртуально провести различные опыты по физике и самостоятельно объяснить получившиеся результаты. Особенно рекомендуем посмотреть эксперименты тем, кому трудно представлять физические процессы.). от кандидата технических наук Бурученко С.К.
Для просмотра анимаций скачайте демо-версии (волновая оптика, электромагнитные колебания). Краткий перечень flash-роликов на сайте Somit.ru: КИНЕМАТИКА:. Интерактивная модель, в которой с помощью регуляторов движения можно менять скорость лодки и течения реки относительно берега. В последней версии можно отображать одновременно с числовыми значениями скорости течения и лодки соответственно их вектора и строить результирующий вектор.
Данная модель позволяет наблюдать за колебаниями математического маятника и изменениями проекции этих колебаний на ось X, а также их развертку. Данная модель совершает колебания, подчиняющиеся закону синуса, сразу же после открытия страницы.
Маятник можно остановить и снова запустить нажатием кнопки, расположенной слева. Справочная информация: математическим маятником называется подвешенный к тонкой нити груз, размеры которого намного меньше длины нити, а масса намного больше массы нити (то есть груз считают материальной точкой, а нить — невесомой и нерастяжимой). Для зарядки конденсатора нужно совершить работу по разделению положительных и отрицательных зарядов. По закону сохранения энергии эта работа равна энергии конденсатора. В наличии энергии у конденсатора можно убедиться, если разрядить его через цепь, содержащую небольшую лампу накаливания. При разрядке конденсатора лампа вспыхивает.
Энергия конденсатора превращается в другие формы (тепловую, световую). В этом интерактивном эксперименте падающий луч будем изображать синим цветом, а отраженный — красным. Изменяя угол падения с помощью ползунка, наблюдаем за изменениями угла отражения. Изображение в зеркале строится в виде продолжения отраженных лучей (изображены пунктирными линиями). Вывод: угол падения равен углу отражения ОПТИКА:. Эксперимент позволяет установить, сколько и каких изображений можно получить, имея два зеркала, расположенных между собой под углом 90°.
Компьютерные Модели По Физике
Перемещая ползунок, мы приближаем или удаляем предмет от зеркальной поверхности, расположенной вертикально и наблюдаем за изменениями, происходящими с мнимыми изображениями. Вывод: 2 зеркала, расположенных под прямым углом друг к другу, дают три мнимых изображения по размеру, равных высоте самого предмета. Смотрите также по физике (газы, электричество, пружина, полупроводники, движение электронов). Представляют собой ряд интерактивных моделей по физике, охватывающий абсолютное большинство тем, изучаемых в школе и младших курсах вузов. Каждая интерактивная модель сопровождается краткой инструкцией для пользователя, а также методическими рекомендациями для учителей по использованию моделей в образовательном процессе. Для полноценной работы с ресурсами необходимо установить Java Plug-in. Также смотрите.
Методические Материалы
на английском языке. Модели 2- и 4- тактового двигателя внутреннего сгорания, цикл Карно, оптика, теория относительности и другое. Очень качественные модели, рекомендуем!. На сайте: программы, он-лайн программы, лекции, книги, расчет балки он-лайн (в окне Вашего браузера), Mobile Beam (расчет балок на Вашем мобильнике), он-лайн программа для расчета любых балок, ферм, рам он-лайн, расчет геометрических характеристик любых сечений он-лайн, форум и другое.