CC BY
33УДК 37.016:004 ББК Ч 402.682
А.В. Гаряев
ЭЛЕКТРОННЫЕ УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ КАК СОСТАВЛЯЮЩАЯ МЕТОДИКИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭМПИРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИЗУЧЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ЯВЛЕНИЙ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ НАУЧНЫХ ПОНЯТИЙ
Ключевые слова : обучение физике, формирование научных понятий, наблюдение как метод познания, электронные образовательные ресурсы.
Статья посвящена анализу опыта формирования у учащихся научных понятий при обучении физике. Рассматривается роль наблюдений в усвоении содержания и объема понятий. Приведен достаточно полный перечень объектов и процессов, которые могут стать предметом учебных наблюдений школьников. Обсуждается роль цифровых образовательных ресурсов как средства, позволяющего существенно обогатить представления учащихся об объектах живой и неживой природы, современных технических устройствах и технологических процессах. Обосновывается необходимость разработки учителем совместно с учащимися авторских цифровых пособий, позволяющих создать необходимую эмпирическую базу для успешного формирования научных понятий в курсе физики средней школы.
Человек имеет право знать обо всем, что его окружает. Лучше всего, если он один раз сам это увидит, а не сто раз услышит про это из чьих-то уст. Множество событий окружающего мира редки и кратковременны, и чаще всего мало предсказуемы, поэтому стать очевидцем всего, что происходит в природе человек не в состоянии. Но без этого его миропонимание будет искаженным, следовательно необходима разработка электронной библиотеки природных явлений, что позволит учителю вести целенаправленную работу с учеником по изучению окружающего его мира.
Как справедливо заметил И. Северянин:
Мы живем, словно в сне неразгаданном,
На одной из удобных планет...
Много здесь, чего вовсе не надо нам,
А того, что нам хочется - нет...
Большинство людей заняты собой и только собой, для них в этом мире только то и важно, что касается их самочувствия, благополучия, здоровья, будущего и безопасности.
© Гаряев А.В., 2013
Причина - инстинкт самосохранения. Но, живя в этом мире, не понимая его и не желая понимать, они рискуют и своим здоровьем, и благополучием, и будущим. Граница мира, в котором живет человек проходит для каждого в разных местах: для одних границей является дверь его квартиры, для других граница лежит на окраине его населенного пункта, а для третьих - теряется в бескрайних глубинах космоса. Человек сам определяет границы жизнедеятельности для своего «я».
У каждого свои отношения с этим миром. И каждый уверен, что его миропонимание дает ему адекватное восприятие окружающей действительности. Прислушаемся к авторитетам. У русского поэта Ф.И. Тютчева есть такие строки:
Не то, что мните вы, природа:
Не слепок, не бездушный лик -В ней есть душа, в ней есть свобода,
В ней есть любовь, в ней есть язык.
У А. С. Пушкина совсем иной взгляд на природу:
... И равнодушная природа Красою вечною сиять.
Столь разные мировосприятия - продукт всей предыдущей жизни человека, насколько различны судьбы людей, настолько же различно их миропонимание. Главная проблема естественнонаучного образования - не преодолеть раз и навсегда субъективность восприятия каждого, а научить человека преодолевать свой субъективизм ради получения объективного знания - истины. Это возможно, если человека интересует истина. Истинное знание делает человека могущественным. «Удобное» знание, позволяющее ему адаптироваться к миру, делает человека рабом обстоятельств.
То, что мы знаем о Вселенной, не есть сама Вселенная. Реальный физический мир и мир идей, который порожден этот миром, различны. Мир идей - результат деятельности человека, а мир физический - вся Вселенная. Человеку, несмотря на все его достоинства, свойственно ошибаться. Ошибки природы есть порождение случайности (например, мутации), ошибки человека есть следствие его действий. Главная причина не в том, что знания человека недостаточны или неверны, а в том, что они усвоены не критически. Как оптимистично и в то же время трагично звучат слова Ксении Некрасовой:
А земля наша прекрасна.
И, может быть, одинока среди пламенных солнц
и каменно-голых планет.
И вероятней всего, что сами мы -еще не выросшие боги, живущие под воздухом целебным на нашей зеленой и сочной земле.
Мы разные, но, как ни странно в большинстве своем одинаково доверчивые. Нас легко обмануть с помощью простых фокусов в цирке, в особенности тех, кто «...сам обманываться рад».
Субъективизм восприятия порождается и нашими органами чувств. Органы восприятия окружающего мира у нас тоже различны. Наши мысли и ощущения не всегда дают точную картину окружающего. Причина - несовершенство наших органов чувств. Органы осязания не позволяют отличать достаточно мелкие неровности и различать слабые раздражители. Наша кожа на расстоянии воспринимает инфракрасное излучение через нагрев поверхности, потоки тепловой энергии при контакте с холодными или нагретыми телами, стационарное и переменное давление потоков газов и жидкостей, твердых тел. Вместе с тем, диапазон воспринимаемых кожей «раздражителей» (изменений температуры, концентрации вредных жидкостей и пр.) невелик.
Органы вкуса чувствительны только к ограниченному набору химических соединений и веществ, потребляемых организмом. Вкусовые рецепторы анализируют растворы и твердые вещества только после растворения их слюной.
Органы слуха позволяют воспринимать звуки интенсивностью от 10-12 Вт/м2 до 100 Вт/м2. Частотный диапазон сигналов, принимаемых человеческим ухом, ограничен 16 -20 000 Гц. Дальность обнаружения акустического сигнала составляет десятки километров.
Органы зрения не могут воспринимать сверхвысокую интенсивность излучения и различать последовательные световые сигналы длительностью менее 0,05 с. Крайне невелика разрешающая способность человеческого глаза: минимальный размер объекта, который способен видеть человек, оказывается порядка микрона. Видимый свет ограничен чрезвычайно узким (по сравнению со всем спектром электромагнитных излучений) диапазоном длин волн от 0,38 до 0,78 мкм. Адаптированный к темноте человеческий глаз способен воспринять плотность потока энергии в десятки фотонов в секунду на квадратный сантиметр, что составляет около 5 • 10-14 Вт/м2, и выдержать засветку прямым солнечным излучением с мощностью 5 Вт/м2. Нормальный человеческий глаз одинаково четко фиксирует изображение звезды и фасеточную структуру глаза стрекозы, различает тысячи оттенков цветов.
Наше обоняние способно воспринимать запахи, т.е. анализировать малые примеси вещества в газовой фазе. Органы обоняния не позволяют определять присутствие в воздухе некоторых веществ, хотя чувствительность обоняния относительно велика. Дальность обнаружения источника примесей составляет десятки и сотни метров, зависит от их концентрации и атмосферных условий.
Но это лишь ограничения нашего восприятия. Гораздо опаснее для постижения окружающей действительности, те искажения, которые создают генетически заложенные в процессе эволюции дефекты органов чувств. Как следствие, даже то, что мы воспринимаем, мы воспринимаем иногда неверно. Приведем в качестве примера оптические иллюзии (рис.1).
Удивительное впечатление производит картинка с двумя наклонными линиями, пересекаемыми двумя вертикальными прямыми (рис. 1, а). Если правую наклонную линию продолжить, то она пересечется с левой в её верхнем конце. Кажущаяся точка пересече-
ния расположена несколько ниже. Три горизонтальных отрезка на рис. 2 б равны, хотя кажется, что они имеют различную длину.
Эта иллюзия обусловлена величиной углов, образуемых с горизонтальными отрезками линий на концах. В определенных пределах больший угол вызывает иллюзию большего удлинения горизонтального участка.
а) б) в)
Рис. 1. Оптические иллюзии
Точкой на рис. 3 в помечена середина горизонтального отрезка. Иллюзия неравенства его правой и левой частей создается стрелками на концах.
Оптические иллюзии необычайно многообразны. Сигналы о цветовых ощущениях поступают в мозг от сетчатки глаза по трем каналам. Существуют три типа цветовых рецепторов (колбочек), каждый из них чувствителен к одному из трех первичных цветов: красному, зеленому или синему. Белый свет возбуждает все три цветовых канала. Каждый предмет поглощает одни световые лучи и отражает другие. Видимый нами цвет -это то, что предмет отражает. Белый предмет отражает падающий на него свет во всем спектре. Но является ли коричневый стол в действительности коричневым? Пламя свечи в ярко освещенной комнате выглядит тусклым, а в темной комнате - ярким.
Иллюзия осязания: кусок дерева кажется нам твердым, а в действительности представляет собой весьма рыхлую структуру из атомов, удерживаемых силами межатомного сцепления. Твердость куска дерева - это не твердость сплошной среды.
Ошибки свойственны и другим типам ощущений: температуры, вкуса, громкости и высоты звука, скорости движения. Примером может служить иллюзия в восприятии температуры. Опустите одну руку в таз с горячей водой, а другую - в таз с холодной. Выждав несколько минут, погрузите обе руки в таз с чуть теплой водой. Хотя обе руки теперь находятся в одной и той же воде. Для руки, бывшей перед этим в тазу с горячей водой, возникает ощущение прохлады, тогда как для другой руки - ощущение тепла.
Вкусовые ощущения также порождают иллюзии. Сладкие напитки постепенно начинают казаться менее сладкими. Подержите несколько секунд во рту крепкий раствор сахара в воде, а затем попробуйте на вкус обычную пресную воду - вы отчетливо ощутите солоноватый привкус.
Ошибки в оценке скорости общеизвестны. После получасовой поездки по скоростной автотрассе нам кажется, что автомобиль, едущий со скоростью около 50 км/ч, движется очень медленно. Общеизвестна иллюзия, возникающая при встрече двух поездов
на станции. Если ваш поезд стоит, а встречный движется, то вы легко впадаете в заблуждение и вам кажется, что ваш поезд тоже движется.
Некоторые искажения в нашем чувственном восприятии возникают, когда наши рецепторы утомляются или адаптируются к продолжительному и интенсивному раздражению. Такое может случиться с любым из наших органов чувств и привести к весьма серьезным ошибкам в восприятии. В качестве примера можно привести иллюзию тяжести. Если в течение нескольких минут подержать в руках тяжелый предмет, то после этого более легкий предмет покажется нам почти невесомым.
Причина в том, что мы воспринимаем непосредственно не физический объект, а информацию о нем, которую дают наши органы чувств. Они же дают (и всегда будут давать) не подлинное изображение объективной реальности, доступной или недоступной нам, а скорее «картину отношений» между человеком и этой реальностью.
Получаемая человеком информация необходима для его выживания и адаптации к окружающей среде. Если этой информации достаточно, то органы чувств «свою задачу выполняют». А если они дают нам неверную информацию? Тогда под удар ставится возможность успешного продвижения по службе, проведения научного исследования, эффективного преподавания, благополучие личной жизни и, наконец, просто возможность выживания человека. В качестве аргумента данного тезиса приведем забавное утверждение: «Все многочисленное семейство Кузьминых никогда не знало, что такое грипп, пока однажды кто-то из них неожиданно не выздоровел».
Как же тогда быть с истиной? Недостаток и искажения чувственных восприятий неизбежно должны привести к неоднозначным и противоречивым представлениям о структуре и содержании окружающего мира. Что мы можем противопоставить иллюзиям и ограниченности наших органов чувств? Методы науки.
Один из первых и очевидных эмпирических методов естественнонаучного познания - наблюдение. Наблюдать - видеть, слышать, осязать, ощущать запах и вкус. Каждый из наблюдателей получает неповторимый спектр ощущений, что порождает в его сознании субъективный образ изучаемого объекта или процесса. Чтобы минимизировать эффект субъективности восприятия, необходимо наблюдение сделать системным и проводить по определенным правилам.
При наблюдении в зависимости от его целей целесообразно выполнять следующие действия:
• фиксировать момент начала наблюдения и длительность происходящего явления, используя положение Солнца, звезд, показания часов, какие-либо ритмично повторяющиеся события;
• фиксировать местоположение изучаемых объектов, соотносить их координаты с собственными относительно некоторой естественной системы отсчета, например, неровностей рельефа, деревьев, водоемов и других заметных объектов окружающего ландшафта;
• фиксировать характеристики перемещения объекта наблюдения (скорость, ускорение или замедление, направление) в течение всего времени наблюдения;
• визуально оценивать оптические характеристики объектов наблюдения (цвет, яркость и интенсивность свечения, изменения этих характеристик во времени);
• производить на слух оценку акустических характеристик (тон, громкость, характер изменения звука во времени) наблюдаемых явлений;
• фиксировать характеристики низкочастотных, непериодических колебаний почвы и воздуха (частота вибраций, амплитуда колебаний, скорость и направление порывов ветра), их изменения во время наблюдения;
• фиксировать запахи, смену их концентрации, направления распространения;
• исследовать с помощью осязания, соблюдая меры безопасности, характеристики поверхностей объектов наблюдения (шероховатость, липкость, гладкость, теплопроводность, температура, твердость, острота неровностей и ребер, сухость и влажность);
• исследовать, с соблюдением мер безопасности, вкус малых образцов жидких и твердых веществ, включенных в наблюдаемые процессы [6].
Какие же наблюдения могут быть выполнены школьниками в ходе изучения физики в 7-11-х классах? Ниже приведен примерный перечень объектов и процессов для организации наблюдений учащихся в рамках различных тем школьного курса физики.
Объекты и процессы неживой природы
Механические явления
1. Движение падающих снежинок, осенних листьев, тополиного пуха.
2. Движение воды в водопаде, с крыши, из водостока.
3. След капли дождя, оставленной на окне вагона неподвижного и движущегося поезда (на окне дома без ветра и при ветре). Падение крупных и мелких капель.
4. Поведение волн прибоя на пологом и обрывистом берегах.
5. Движение Солнца, Луны, звезд на небосводе.
Тепловые и молекулярные явления
1. Движение конвективных потоков воздуха, дыма.
2. Процесс замерзания лужи, небольшого озера, пруда осенью?
3. Таяние льда в стоячих водоемах.
4. Изменение снежного покрова в лесу, в поле, на дороге в течение всего зимнего периода.
5. Образование росы.
6. Процессы нагрева и остывания почвы и движение конвективных потоков воздуха, образующихся при этом.
7. Возникновение эха.
8. Звуки леса, ветра, прибоя и шторма, грома, ручья и водопада.
9. Запахи объектов неживой природы: дождя, снега, моря, грозы.
10. Фазовые превращения воды в атмосфере: пар, туман, облака, тучи.
11. Перемещение твердых частиц в атмосфере: пыль, снег.
Электрические явления
1. Изменение состояния атмосферы перед грозой.
2. Световые и звуковые эффекты во время грозы.
Оптические явления
1. Распространение солнечных лучений, прошедших сквозь небольшие пробелы в облачности или через разрывы в лиственном покрове деревьев в лесу утром, днем и вечером.
2. Отражение света от поверхности воды (солнечного, лунного и др.).
3. Преломление света в водоемах при штиле и ветре.
4. Образование света и тени от Луны и Солнца.
5. Отражение и рассеяние света различными поверхностями (снежными и бесснежными, сухими и влажными, шероховатыми и гладкими).
6. Прохождение света сквозь земную атмосферу, цветовая палитра зорь и закатов.
7. Дождь, образование радуги.
8. Прохождение лучей света сквозь капельки росы.
9. Зарницы.
10. Гало вокруг Луны и Солнца.
11. Мерцание звезд.
12. Цвет и формы Солнца и Луны на восходе, днем, на закате и ночью (для Луны).
13. Сверкание молнии и гром во время грозы.
14. Суточное вращение Земли.
15. Солнечные лучи в атмосфере: прохождение, поглощение и нагревание, рассеяние.
16. Свечение фосфора и других веществ.
Объекты и процессы живой природы
Механические явления
1. Полет птиц: характер движения крыльев, особенности траектории, скорость, ускорение, взлет и посадка.
2. Полет насекомых: характер движения крыльев, особенности траектории, скорость, ускорение, взлет и посадка.
3. Движением гусениц, червей.
4. Движение водомерок по поверхности воды.
5. Движение рыб.
6. Техника бега четвероногих животных.
7. Плавание птиц и животных.
8. Движение птиц по поверхности земли.
Тепловые и молекулярные явления
1. Энергосберегающее поведение животных в холодное время года.
2. Способы охлаждения организма животных и птиц в жаркое время года.
3. Особенности обоняния человека и животных.
4. Терморегуляция земноводных и насекомых.
5. Терморегуляция морских животных.
6. Поведение животных и птиц, использующих для ориентации невидимое инфракрасное излучение.
Электрические явления
1. Электризация шерсти животных при трении.
2. Поведение электрического ската и угря.
Оптические явления
1. Радужная окраска насекомых: глаз, крыльев, ног, поверхности тела.
2. Строение и оптические свойства глаз насекомых, пауков.
3. Строение и оптические свойства глаз рыб, земноводных, млекопитающих.
4. Оптические свойства шерсти животных.
5. Особенности зрения морских животных в воде и на воздухе.
6. Особенности зрения птиц (орлов, сов и др.).
7. Свечение морских ракообразных, планктона и глубоководных животных.
8. Свечением гнилушек, светлячков.
9. Угол обзора для земноводных, рыб, млекопитающих.
Технические объекты и процессы
Механические явления
1. Равномерное и равноускоренное, а также прямолинейное и криволинейное движение воздушного, наземного и водного транспорта (скорость, ускорение, траектория, путь, перемещение, относительность движения и т. д.).
2. Учет силы трения в работе транспортных средств.
3. Вращательное движение в механизмах и устройствах.
4. Проявление законов сохранения энергии и импульса на транспорте.
5. Упругость и прочность материалов, используемых в технике.
6. Движение надводных и подводных судов.
7. Движение парусных судов.
8. Механические колебания в технике (резонанс и гашение колебаний).
9. Акустические явления на транспорте
Тепловые и молекулярные явления
1. Системы обогрева помещений.
2. Способы охлаждения двигателей внутреннего сгорания, электодвигателей.
3. Работа холодильных установок.
4. Применение теплоизоляционных материалов в строительстве.
5. Применение сжатых газов на транспорте.
6. Слипание/склеивание тел и деталей.
Электрические явления
1. Устройство и работа электронагревательных приборов.
2. Устройство воздушных линий электропередач и трансформаторных подстанций.
3. Работа железнодорожного и городского электротранспорта.
4. Устройство и работа бытовых электрических приборов.
5. Устройство и работа электродвигателей.
Оптические явления
1. Способы естественного (прозрачные и полупрозрачные окна) и искусственного освещения помещений (устройство и оптические свойства светильников).
2. Применение зеркал в быту и на транспорте.
3. Театральная светотехника.
4. Сигнальные огни маяков, бакенов, самолетов, высотных зданий и сооружений.
5. Световые потоки фар ближнего и дальнего света автомобилей.
6. Световые и лазерные шоу.
7. Фильтрация излучения светозащитными очками.
8. Применение светомаскирующих и контрастирующих красок.
Человек и его поведение как объекты наблюдения
Механические явления
1. Движение человека: ходьба, спортивная ходьба, бег.
2. Движения спортсмена (летние и зимние виды спорта).
3. Плавание человека.
4. Устная речь и слух человека.
5. Процесс дыхания человека.
6. Действие атмосферного давления на самочувствие человека.
7. Физические характеристики обуви.
Тепловые и молекулярные явления
1. Естественные способы терморегуляции человека.
2. Использование теплоизолирующих свойств одежды в разных культурах.
3. Явления смачивания и не смачивания в жизни человека.
4. Эффекты, связанные с циркуляцией крови по артериям и капиллярам.
5. Потребление пищи.
Электрические явления
1. Электризация волос, одежды и тела человека.
2. Электропроводность кожи человека.
Оптические явления
1. Строение глаза человека.
2. Оптические свойства глаза.
3. Поведение людей с дефектами зрения.
4. Изменение оптических свойств глаза человека в воде.
5. Применение человеком оптических приборов: очки, телескоп, бинокль, телескоп, лупа и т. д.
Получение эмпирических данных в процессе наблюдения требует от учащихся достаточных временных затрат. Возникают трудности, связанные с предъявлением учащимся собственно объектов для наблюдения. Выходом из данной ситуации может служить применение в обучении цифровых образовательных ресурсов (фотоснимки, видеоматериалы, аудиозаписи). Однако важно отметить, что эти ресурсы не лишены недостат-
ков, поскольку в целом ряде случаев не позволяют рассмотреть в деталях особенности протекания явлений, устройство технических объектов и т.п. Мы можем слышать звуки природных процессов, работы технического устройства, но обонятельные и вкусовые ощущения передать с помощью представленных в системе образования учебных мультимедиа ресурсов пока еще невозможно.
Целесообразным является создание библиотеки электронных ресурсов для учащихся 7-11-х классов, чтобы они имели возможность получить достаточное количество эмпирических сведений [4 с. 508-511]. С той целью нами были созданы следующие авторские мультимедийные учебные пособия: «Мультзадачники по физике», «Физика и автомобиль», «Безопасный мотоцикл», «Физика и реклама», «Физические явления в картинах русских художников», «Физика и спорт», «Г лавное богатство Земли» и «Физика и строительная техника», «Физика в бане», «Физика на кухне», «Физика камня», «Физика Древнего мира» и «Физика в Средние века» и др.
На решение каких образовательных задач направлено применение этих пособий в обучении? Они необходимы для формирования у учащихся физических понятий. Образы реального мира являются орудием познания.
Так, например, при формировании понятия «кристаллизация» целесообразно использовать фотоснимки кристаллизации льда. Учащимся предъявляется рядов образов, иллюстрирующих данное явление (рис. 2-5). На основе этих визуальных образов учащиеся обнаруживают определенную закономерность в процессе кристаллизации воды. Итогом становится построение модели явления «кристаллизация льда» и содержание данного понятия. Главное, что эти модели построены на основе изучения реальных фактов, что придает им интеллектуальную силу.
Рис. 2. Кристаллизация на оконном стекле
Не надо забывать, что в понятии содержится потенциальное знание. Если понятие для человека относительно новое, то при употреблении соответствующего слова в сознании человека возникает наглядное представление, которое соответствует данному понятию и отражает одну или две из его существенных сторон. Постепенно понятие обогащается многообразием конкретных «образов», выявляются и закрепляются в сознании их существенные и общие черты. В сознании формируется абстрагированная от конкретных ситуаций модель явления, отображаемого данным понятием. В этом смысле каждое понятие имеет богатую событиями историю психологического развития. При частом упот-
реблении какого-нибудь понятия в различных ситуациях человек начинает осознавать, в каком смысле и в пределах каких границ он может его адекватно употреблять.
Рис. 3. Кристаллизация на асфальте
Рис. 4. Кристаллизация на реке
Рис. 5. Кристаллизация на поверхности льда
Понятия, основанные на достаточном количестве объективных фактов, формируются как их корректно выполненные обобщения. Попытка сформировать у учащихся понятия на единичных фактах приносит, как правило, только вред. Нетерпеливое стремление к преждевременной абстракции при преподавании недопустимо. Образованные таким способом понятия потенциально содержат в себе только плохо описанные и бледные индивидуальные образы, которые особенно легко могут ввести в заблуждение (Э. Мах).
Наиболее ясно открывается природа понятия тому, кто только начинает овладевать областью какой-нибудь науки, не инстинктивно усвоил знание основных фактов, а внимательно, тщательно и планомерно наблюдал. Он не раз совершал путь от фактов к понятиям и обратно, и этот путь живо помнит, так что в состоянии во всякое время совершить его ещё раз, останавливаясь на каждом пункте. Понятие тем богаче, чем больше признаков учтено в нем, чтобы отличить один класс объектов от другого. Следовательно, данному понятию должны соответствовать образы более богатые и разнообразные.
Современные ИКТ могут сыграть важную роль в организации эффективного и адекватного усвоения учащимися изучаемых понятий (их абстрактной и конкретной составляющих).
Как сделать так, чтобы не допустить искажений в усвоении понятий? Как помочь понять ученику наличие серьезных пробелов в той картине мире, которая складывается в его сознании? Как сделать знание живым для него, действенным, а не мертвым хламом разных правил, предписаний, алгоритмов? На все эти вопросы методики преподавания физики должен ответить метод теоретического познания - восхождение от абстрактного к конкретному.
Сам по себе метод не гарантирует достижения результата. Он лишь путь, которым следует идти. Без достаточной практики представления фрагментарного по необходимости знания в виде некой целостности, в которой простроены связи между отдельными понятиями, нельзя провести иерархию данных понятий. А значит, не удастся построить знание более высокой степени общности, чем исходное.
Ни одно абстрактное знание не может так действовать на эмоции ученика так, как конкретный факт, свидетельство. Разве может тронуть ученика судьба «физического тела», «материальной точки»? Или все-таки ему интереснее и понятнее, чем закончится погоня между Трубадуром и Сыщиком? Ни в одном «макроскопическом теле» нет той бездны ощущения прикосновения к мировой тайне, как в обыкновенной тающей снежинке на его ладони. Понимание законов физики, в отличие от их знания, начинается с того момента, когда это знание не только воспринимается, но и переживается.
Эмоциональная насыщенность любого спортивного состязания и гордость за Россию в миг триумфа соотечественников на соревнованиях высочайшего ранга способствует вдохновенному усвоению обычного, по нашим меркам, учебного материала. Эту идею мы постарались воплотить в медиазадачнике «Физика и спорт».
А Вы представляете свою повседневную жизнь без автомобиля? Вы никогда не задумывались над тем, как устроен ваш автомобиль? Автомобиль не роскошь, а средство передвижения. Автомобили все заполонили... И не только они. В данном творении человеческого труда воплощены гениальные прозрения множества ученых и изобретателей. Мы постарались показать на примере привычного устройства для передвижения то, как труд множества людей находит свое органичное воплощение в одном единственном автомобиле, в который вы садитесь, чтобы ехать на работу. И это нам удалось в электронном учебном пособии «Виртуальный автомобиль».
Нет ничего более ценного, чем жизнь и здоровье человека. Знания позволяют не только решать бытовые и мировые проблемы, но и вопросы безопасности человека. В электронном учебном пособии «Безопасный мотоцикл» мы предложили множество решений проблемы безопасной езды на мотоцикле. И не только на мотоцикле.
Каковы они - помощники человечества? Как устроены их сердца и мозги, скелет и мышцы? Все это мы показали и рассказали в электронном учебном пособии «Физика и строительная техника».
То, как мир реальный отображен в произведениях человеческой культуры, каковы стереотипы, необоснованные допущения, предрассудки и заблуждения присущи нам, мы показали в следующих электронных учебных пособиях: «Мультзадачник по физике», «Физика и реклама» и «Физические явления в картинах русских художников».
Физика в обыденном - удивительная физика. Именно обыденное чаще всего является источником всяческих заблуждений и предрассудков. Главное заблуждение, что физика занимается чем-то таким заумным, что простому человеку в этом очень трудно разобраться - это ракеты, ядерные реакторы, подводные лодки, но никак не кастрюли и тазики, вилки и поварешки - эти свидетели нашего повседневного бытия. Чтобы показать, что самые сложные физические понятия заключены в обычных вещах были разработаны электронные учебные пособия «Физика в бане», «Физика на кухне» и «Физика в ванной».
Любая наука возникает и развивается длительное время. Так и физика, как наука, возникла ещё в Древнем Мире, как часть общего практического и религиозного знания. Длительный путь формирования её показан в электронных учебных пособиях «Физика в Древнем мире» и «Физика в Средние века».
Реальная педагогическая практика показала высокую эффективность представленных в наших электронных учебных пособиях по развитию теоретического понятийного, теоретического образного (визуального) и критического мышления учащихся в процессе изучения физики [1; 2; 3].
В рамках разработанного нами факультативного курса «Физика природы» (7-9 класс) происходит овладение методами индукции и дедукции, наряду с методами идеализации, моделирования и прочих теоретических методов познания через систему последовательных образов создаваемых средствами ИКТ. Факультативный курс «Физические основания современной техногенной цивилизации» (10-11 класс) ориентирован на развитие политехнического (инженерного) мышления учащихся через овладение теоретическими методами решения проблемных ситуаций, представленных с помощью мультимедийных средств обработки информации.
Сшив из разноцветных кусочков физического знания картину мира, и вдохнув в каждый фрагмент жизнь в соответствии с теми законами, которые были открыты при их мысленном «препарировании», ученик обретет способ проверки истинности обретаемого в процессе обучения знания, путем сравнения теоретической модели явления и объективной реальности. Применение ИКТ позволяет сделать это ярко, убедительно и в краткое время. Учитель всегда надеется, что некоторые из его учеников станут активными его помощниками в создании видеофрагментов мира рациональной (естественнонаучной) культуры для учебных занятий.
Немаловажно в составе электронных ресурсов иметь набор интерактивных моделей физических явлений и процессов, раскрывающих на абстрактном уровне существенные характеристики научных понятий [4, с. 346-351; 5].
Любому современному учителю необходимо иметь в своем методическом багаже очень много для организации насыщенного интеллектуального учебного пространства ученика на уроке, в котором ученик мог бы быть не только наблюдателем, но и активным
участником своего образования. Информационная среда, в которую погружен учитель и ученик должна быть разнообразна, легко трансформируема и давать простор для истинного творчества педагога и ученика.
Ценность созданных нами цифровых образовательных продуктов для учебного процесса по физике состоит еще и в том, что они представляют собой логически выстроенную коллекцию дидактических материалов, своеобразный «методический конструктор», из которого при необходимости любой педагог может создать собственную версию средств наглядности для конкретного урока.
Список литературы
1. Гаряев А.В. Развитие теоретического мышления на уроках физики: Учебно-методическое пособие. В 2-х частях. Ч. 1. - Пермь: ПКИПКРО, 2010. - 96 с.
2. Гаряев А.В. Развитие теоретического мышления на уроках физики: Учебно-методическое пособие. В 2-х частях. Ч. 2. - Пермь: ПКИПКРО, 2010. - 100 с.
3. Гаряев А.В., Калинин И.Ю. «Развитие критического мышления учащихся на учебных занятиях по физике»: Методические рекомендации. - Пермь: ПКИПКРО, 2010. - 72 с.
4. Оспенникова Е.В. Использование ИКТ в преподавании физики в средней общеобразовательной школе: методическое пособие / Е.В. Оспенникова. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. - 655 с.
5. Оспенникова Е.В., Оспенников Н.А. Оспенникова Е.В. Виды компьютерных моделей и направления использования в обучении физике // Вестник Томского государственного педагогического университета. - 2010. - № 4. - с. 118-124.
6. Физика: наблюдение, эксперимент, моделирование. Элективный курс: метод. пособие / А.В. Сорокин, Н.Г. Торгашина, ЕА. Ходос, А.С. Чиганов. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. - 175 с.
