CC BY
117
Дальнейшим развитием методики является переход от пассивного, хотя и гипертекстового представления материала, к WEB страницам с встроенными программами, написанными на языке Java. Его применение позволяет создать виртуальную физическую лабораторию, дающую возможность полноценного усвоения материала. Серверы WWW, хранящие такую информацию, уже имеются в университетах целого ряда стран, причем наиболее продвинулись в этом отношении Швеция и Тайвань
(http://holling.tsl.uu.se/java/ http://www.phy.ntnu.edu.tw/jawa/) Демонстрации уже достаточно разнообразны и охватывают практически все области и разделы физики.
В разделе колебания и волны имеются виртуальные лабораторные работы по пружинному маятнику, физическому и математическому маятникам. Причем это не просто анимации. Простым движением компьютерной мышки, методом нажми и перенеси меняются начальные условия - длина маятника, начальное положение, сила гравитационного притяжения. Параметры движения (гравитационное поле и его компоненты, кинетическая и потенциальная энергия, скорость) выводятся в виде графиков одновременно с изменением положения маятника.
В разделе оптика большая демонстрация с линзами. Имеется возможность перемещения объекта и линзы, изменения фокусного расстояния. Одновременно отображаются действительные и мнимые изображения и главные лучи.
Лабораторная работа "Виртуальная электрическая лампа" позволяет студенту исследовать электрическую цепь и самостоятельно вывести закон Ома.
Большое количество работ посвящено космологии, атомной и адерной физике. Здесь можно решить уравнение Шредингера и увидеть движущийся волновой пакет. Методом Монте-Карло смоделировать, как намагниченность и обшая энергия спина зависит от температуры. Самому поуправлять виртуальной АЭС и даже наблюдать показания приборов в реальном времени на настоящем ускорителе.
За рамками данной статьи остались проблемы и достижения дистантного образования по физике. Сама смена терминов "заочное" на "дистантное" отражает не только и не столько дань моде, сколько действительно происшедшие и стремительно происходящие перемены в этой области образования. Заочное образование сегодня становится в буквальном смысле очным, позволяя студенту и преподавателю не только обмениваться информацией, но и видеть дру г друга.
Не затрагивали мы в данной статье и не менее интересную и важную тему , как использование технологии INTERNET для взаимодействия вузовского и школьного образования. Если с развитием технологии основные пути понятны, то в области методики преподавания физики в такой образовательной среде на сегодняшний день больше вопросов, чем ответов. И это не удивительно, поскольку это всего лишь маленькая частица другой проблемы. Проблемы взаимодействия человека и ноосферы Как маленькие ручейки весной совершенно незаметно сливаются в бурный поток, увлекающий все на своем пути, так и информационные ручейки INTERNET неслышно журчащие по проводам компьютерных сетей семидесятых годов вырвались на информационный глобальный простор в начале девяностых, сметая все на своем пути, завлекая в свою паутину ученых и учеников, президентов и преступников, бизнесменов и домохозяек. Человек обретает новую среду существования. Что она ему принесет неизвестно сегодня наверное точно никому, но, что это явление глобального масштаба понятно сегодня уже многим.
Надеемся, что данной работой мы сумеем пробудить интерес к тому новому что появилось в нашей жизни (и это касается не только методики преподавания физики) и называется "ИНФОРМАЦИОННАЯ СУПЕРМАГИСТРАЛЬ".
МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ДЕМОНСТРАЦИОННОГО ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
В КУРСЕ ФИЗИКИ
АржаникА.Р., Зеличенко В.М., Янкелевич Ю.Б.
Томский государственный педуниверситет
Физика - наука экспериментальная. Именно поэтому ни классная доска, ни самые современные компьютерные технологии не заменят собой хорошо поставленный демонстрационный эксперимент. Исторический опыт показывает, что учебный физический эксперимент в виде демонстрационных опытов и лабораторных работ является одним из важнейших компонентов обучения физике. На его основе реализуется диалектический путь познания истины: «От живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике». Удачно поставленная демонстрация вызывает неподдельный интерес у учащихся к происходящему на демонстрационном столе, заставляет активно участвовать в учебном процессе. Напротив, при неудавшейся, неяркой невыразительной демонстрации моментально падает активность учащихся, рассеивается внимание, и, в результате, эффект получается прямо противоположный ожидаемому. Демонстрационный физический эксперимент является одновременно источником знаний, методом обучения
и видом наглядности, неотрывной частью лекции в вузе и урока в школе, всегда вносит в процесс обучения субъективную новизну.
Физический демонстрационный и лабораторный эксперимент является мощным многогранным средством обучения. За последнее время формы его организации стали весьма разнообразны, на эту тему издано достаточно много литературы, например. [1-3]. Имеется обширная литература с описанием демонстрационных опытов по физике в средней школе [4,5], по общей физике [6]. Курс методики преподавания физики, входящий в учебный план подготовки студентов физико-математического факультета, предусматривает знакомство студентов с методикой использования демонстрационного эксперимента и лабораторного практикума в учебном процессе. Однако время, отводимое на эксперимент, явно недостаточно для овладения техникой его постановки. Лабораторные работы по демонстрационному эксперименту в курсе методики преподавания физики не дают в полной мере навыков, необходимых для того, чтобы уверенно себя чувствовать при подготовке демонстрационных опытов по физике в школе. И, наконец, совершенно нет ни времени, ни возможности для того, чтобы хотя бы познакомиться с лекционным экспериментом в курсе общей физики. Это значительно снижает кругозор будущего учителя физики, так как лекционные демонстрации являются существенной частью содержания курса общей физики, служат укреплению материалистического взгляда на физику как науку о реальной природе, а не абстрактных идеях.
В результате мы имеем выпускника педвуза, чувствующего себя неуверенно при работе с оборудованием физкабинета.
Одно из решений этой проблемы мы видим в введении спецкурса по технике и методике постановки демонстрационного физического эксперимента на 3 курсе после изучения курса общей физики.
Задачей данного курса является, во-первых, обучить студентов методике и технике постановки демонстрационного эксперимента, во-вторых, подготовить специалистов, способных работать в качестве лекционных демонстраторов, так как во всяком вузе, где преподается физика, помощь лектору должен оказывать лекционный ассистент, хорошо знакомый с демонстрационной техникой. Однако в большинстве вузов нет даже такой штатной должности, и демонстрации ставят обычно малоопытные лаборанты. И до сих пор нигде не готовят специалистов для такого рода деятельности.
Наш курс рассчитан на 84 часа. Из них 28 часов лекционных, 28 часов отводится на лабораторные работы и 28 часов отводится на практические занятия За основу взят аналогичный курс, читаемый на физическом факультете Томского госуниверситета.
На первых лекциях студентам даются основные требования к постановке демонстрационного эксперимента, знакомство с демонстрационной техникой, особый упор делается на проекционную технику и электропитание демонстрационного стола и аудитории, знакомство с организацией работы физкабинета и коллекционной. На последующих лекциях даются основные эксперименты по курсу общей физики и школьному курсу. Конспекты лекций по сути являются методическими указаниями к лабораторным работам, которые проводятся сразу же после лекции в большой физической аудитории. На демонстрационном столе каждый студент отрабатывает каждый опыт, проводимый на лекции, различные его варианты, постоянно использует оборудование физической аудитории. На практических занятиях студенты занимаются математическим моделированием различных демонстрационных экспериментов, просчитывают опыты, которые затем демонстрируются на лекциях.
Развитие новых технологий, появление новых технических средств, развитие науки требует постановки новых демонстраций, модернизации старых, использование новой техники в эксперименте.
Разработкой новых демонстраций студенты занимаются на спецсеминаре. Идеи, являющиеся основой экспериментов, дают лекторы, читающие курсы общей физики, естествознания, методики преподавания физики. На семинаре моделируется эксперимент, рассчитывается конструкция демонстрационной установки, и, в конечном итоге, изготавливается установка и отрабатывается методика проведения эксперимента. Результатом занятий на спецсеминаре являются курсовые и дипломные работы по демонстрациям и, конечно же, сами демонстрации, пополняющие коллекцию демонстраций физкабинета. Кроме того, в результате такой деятельности у студентов вырабатываются навыки работы с демонстрационной техникой, навыки конструирования установок, повышается интерес к занятию наукой, а также активность и при изучении читаемых им курсов, например, радиотехники, методики преподавания физики.
ЛИТЕРАТУРА
1. Урок физики в современной школе. Творческий поиск учителей: Кн. для учителя // Составитель Браверман Э.М. / Под ред. Разумовского В.Г. М.: Просвещение, 1993. 288 с.
2. Основы методики преподавания физики в средней школе // Под ред Перышкина А.И. и др. М.: Просвещение, 1984. 398 с.
3. ЮфановаИ.Л. Занимательные вечера по физике в средней школе: Кн. для учителя М. . Просвещение, 1990. 159 с.
Демонстрационный эксперимент по физике в старших классах средней школы. Пособие для учителей. Т. 1,2/ Под ред. Покровского А. А. Изд. 2-е, исп. М.: Просвещение, 1971. 5. Анциферов Л.И., Пищиков ИМ. Практикум по методике и технике школьного физического эксперимента: Учебное пособие для студентов пед. ин-тов по ф.-м. специальностям. М.: Просвещение, 1984. 255 с.
5. Лекционные демонстрации по физике / Под ред. Ивероновой В.И. Изд. 2-е, перераб. М.: Наука, 1972.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ ПРОИЗВЕДЕНИЙ АРХИМЕДА В КАЧЕСТВЕ МАТЕРИАЛА
ДЛЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ
Пичурин Л.Ф.
Томский государственный педуниверситет
Многие предметы, изучаемые в школе, своими корнями уходят в античную эпоху и средневековье. Прежде всего это относится к математике, астрономии, механике. Уже одним этим можно объяснить значительную роль исторического материала в учебном процессе. Однако в практике преподавания учитель обычно ограничивается лишь биографическими сведениями о некоторых мыслителях прошлого, иногда -небольшими общими обзорами, описанием некоторых старинных машин и механизмов, создание которых связано с именами Архимеда, Леонардо да Винчи и др., доказательством некоторых теорем и решением задач исторического содержания или происхождения Иначе говоря, элементы историзма оказываются более или менее изящными добавками к основной части урока.
Обращение же непосредственно к трудам классиков - дело крайне редкое. Это естественно, ибо первооткрыватели, как правило, излагали свои открытия далеко не лучшим образом, беспокоясь не столько о доступности и, тем более, дидактичности изложения, сколько о фиксации самого открытия и, говоря по современному , утверждению своего приоритета. Понадобились века творчества педагогов, чтобы, например, превратить полторы страницы громоздкого обоснования 47-го предложения первой книги «Начал» Евклида в десять строчек убедительного и доступного доказательства теоремы Пифагора, или привести в современную форму закона Архимеда обстоятельнейшие рассуждения автора, составляющие книгу «О плавающих телах».
Такая обработка позволила современной школе приблизить учебные курсы к языку современной науки и потребностям современного общества. Но одновременно она лишила обучаемых возможности «прикоснуться» к открытию в момент его рождения, сделала школьные курсы естественных наук излишне формализованными, безжизненными, в значительной степени лишенными того методологического, общефилософского и даже гуманистического смысла, которым наполнены науки эллинов, арабов, гуманистов эпохи Возрождения.
Ныне имеется немало учащихся, которых интересует именно философская, общекультурная роль точных наук, их место и значение в человеческом обществе и истории его развития. Им интересна не прагматическая сторона вопроса («хочу стать инженером, а в технических вузах надо сдавать приемные экзамены по математике и физике»), не только факты, но и причины и история их возникновения, связи между ними, связи между науками и человеком. Иначе говоря, такие ученики, пусть и не очень отчетливо это осознавая, хотят понять. Почему лучшие умы человечества вот уже более двадцати пяти веков отдают свои силы, талант и время абстрактным констру кциям, многие из которых представляются весьма далекими от сиюминутных потребностей общества, и почему фараоны, халифы, императоры и парламенты содержат -и, как правило, неплохо, - мудрецов, формально говоря, ничего не производящих.
Отослать таких учащихся к переводам «Конических сечений» Аполлония или «Диоптрике» Декарта едва ли удастся, и не только потому, что далеко не в каждой библиотеке можно отыскать эти произведения, но и потому, что чтение этих источников недоступно не только школьнику , но подчас и учителю.
Но тексты классиков можно модернизировать, руководствуясь следующим принципом: идеи автора сохранить в первозданном виде, язык и символику - осовременить.
Разумеется, реализация этого принципа возможна далеко не всегда, ибо не только язык и символика, но и сами идеи автора могут сегодня оказаться неприемлемыми. Скажем, рассматривая ¡фуговой тепловой процесс, едва ли стоит обращаться непосредственно к первоисточнику - трудам Н. Карно, описавшему этот процесс на основе воззрений о теплороде (Г. Рихман. Дж. Блек). Подобное обращение имеет слишком уж специальный исторический интерес.
Однако есть немало научных результатов - «вечных истин», установленных нашими давними предшественниками, и сохранившими свое значение по сей день. В их числе ряд фактов и открытий, принадлежащих Архимеду. По существу им были выдвинуты некоторые идеи, предвосхитившие математический анализ XVII века и первые главы математической физики.
