CC BY
70
самостоятельная работа студентов предусмотрена программой всех дисциплин. Однако опыт работы со студентами показал, что следует организовать их специальное обучение, реализуемый в рамках спецкурсов. На первом курсе студентов специально обучают самостоятельной работе в рамках курса «Технология организации умственного труда студентов». Целью изучения спецкурса является подготовка студентов к самостоятельному выполнению заданий по учебной и научно-исследовательской, поисковой деятельности; расширение теоретических знаний и развитие практических умений и навыков самостоятельно работать с информацией, использовать нормативную, правовую, справочную, учебную и научную литературу, развитие творческой инициативы, самостоятельности и организованности. Практические занятия по этому курсу проводятся в библиотеке вуза, привлекая по мере необходимости ее сотрудников. Например, задание по подготовке доклада на заданную тему дается с разъяснением логики составления доклада и критериев его оценки; при выполнении такого задания развиваются умения ориентироваться в базовых теориях, концепциях и направлениях по изучаемой дисциплине, формируются навыки работы с терминами и понятиями, умение анализировать и обобщать научную и учебную информацию, грамотно оформлять материал; задание по составлению развернутого плана и конспекта изученного материала сопровождается методическими указаниями по его выполнению и критериями оценки результатов. При работе над рефератом студенты знакомятся со структурой, этапами его написания и критериями его оценки. Результаты исследовательской поисковой деятельности студенты представляют в виде докладов, портфолио, презентаций, творческих работ. Таким образом, практика свидетельствует, что студенты, посещавшие спецкурс значительно быстрее, по сравнению с другими, адаптируются к студенческой жизни, учебным нагрузкам, имеют более высокие результаты в учебе на последующих курсах.
В рамках указанного спецкурса студенты осваивают основы выполнения самостоятельной, самообразовательной, исследо-
Библиографический список
вательской работы в вузе. При проведении самостоятельной работы важным для студентов является возможность углубления в методологию дисциплины посредством выполнения творческих работ в индивидуальном режиме с учётом особенностей образовательных потребностей каждого. Например, в процессе изучения дисциплины «Профессиональная этика учителя» студентам второго курса предлагаются творческие задания по составлению эссе на тему «Бестактность педагога и конфликты с детьми»; в ходе изучения темы «Профессионально значимые качества учителя» студенты составили анкету «Современный учитель: каков он?». По результатам анкетирования среди студентов пятого курса составили таблицу с указанием, отмеченных студентами пятого курса, качествами современного учителя. Полученные данные были обсуждены и представлены в виде презентации на практическом занятии. На третьем курсе, помимо других видов и форм самостоятельной работы, студенты пишут курсовую работу. Выполняя такое задание, студент оказывается в таких условиях, которые требуют от него умения сочетать репродуктивную деятельность с продуктивной и научно-исследовательской. Одной из сложных форм внеаудиторной самостоятельной работы студентов является педагогическая практика. Студенту-практиканту приходится решать такие же задачи, что и учителю, поэтому он должен проявить способность к выработке необходимой для выполнения поставленных перед ним задач мотивации. Опыт работы со студентами показывает, что успешно справляются с задачами педагогической практики студенты, которые систематически работали в течение всего периода обучения в вузе и овладели основными формами самостоятельной работы. Значение самостоятельной работы студентов заключается в том. Что она способствует не только закреплению необходимых для будущей профессии знаний. Умений и навыков, но и развитию индивидуальных способностей и личностных качеств будущих бакалавров педагогического образования, таких как самостоятельность, настойчивость, организованность, целеустремленность, активность и инициативность.
1. Педагогические условия формирования готовности обучаемых к самостоятельной учебной деятельности. Available at: /http:// pandia.ru/text/78/477/69624.php
2. Пидкасистый П.И. Самостоятельная деятельность учащихся в обучении: единство и особенности овладения учащимися знаниями и методами самостоятельной познавательной деятельности: учебное пособие. Москва, 1978.
3. Зимняя И.А. Педагогическая психология: учебник для вузов. Изд. второе, доп., испр. и перераб. Москва, 2001.
References
1. Pedagogicheskie usloviya formirovaniya gotovnosti obuchaemyh k samostoyatel'noj uchebnoj deyatel'nosti. Available at: /http://pandia.ru/ text/78/477/69624.php
2. Pidkasistyj P.I. Samostoyatel'naya deyatel'nost' uchaschihsya v obuchenii: edinstvo i osobennosti ovladeniya uchaschimisya znaniyami i metodami samostoyatel'nojpoznavatel'noj deyatel'nosti: uchebnoe posobie. Moskva, 1978.
3. Zimnyaya I.A. Pedagogicheskaya psihologiya: uchebnik dlya vuzov. Izd. vtoroe, dop., ispr. i pererab. Moskva, 2001.
Статья поступила в редакцию 01.10.17
УДК 378
Mashinyan A.A., Doctor of Sciences (Pedagogy), Professor, leading researcher, Institute for the Development of Education
(Moscow, Russia), E-mail: [email protected]
Kochergina N.V., Doctor of Sciences (Pedagogy), Professor, leading researcher, Institute for the Development of Education
(Moscow, Russia), E-mail: [email protected]
TECHNOLOGIES FOR TEACHING THE SOLUTION OF PHYSICAL PROBLEMS IN A MODERN INFORMATION ENVIRONMENT. The article is dedicated to clarifying the contents and methodological capabilities of technologies for solving physical problems using a computer: calculator technology, table technology, environment technology and multi-system technology. On the basis of an Excel table, the computer model is proposed for visualizing numerical information when solving olympiad problems. Based on the multi-system technology - GeoGebra - methodical products have been created that can be applied at all stages of the learning process. The article analyzes the theory and practice of teaching physics and, in particular, the solution of physical problems. The researchers distinguish the following technologies for solving problems using a computer: calculator technology, table technology, environment technology, multi-system of using modern automated mathematical systems Maple, Mathematica, Mathlab , MathCad, etc.
Key words: physical task, technology training, technology-calculator technology-table technology-environment, technology-multisystem, Excel, GeoGebra.
А.А. Машиньян, д-р пед. наук, проф., вед. науч. сотр. Института стратегии развития образования, г. Москва,
E-mail: [email protected]
Н.В. Кочергина, д-р пед. наук, проф., вед. науч. сотр. Института стратегии развития образования, г. Москва,
E-mail: [email protected]
ТЕХНОЛОГИИ ОБУЧЕНИЯ РЕШЕНИЮ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДЫ
Статья посвящена выяснению содержания и методических возможностей технологий решения физических задач с помощью компьютера: технологии-калькулятора, технологии-таблицы, технологии-среды и технологии-мультисистемы. На основе таблицы Excel предложена компьютерная модель для визуализации численной информации при решении олимпиадных задач. На основе технологии мультисистемы - GeoGebra - созданы методические продукты, которые могут применяться на всех этапах процесса обучения. В статье анализируется теория и практика обучения физике и, в частности, решению физических задач выделяем следующие технологии решения задач с помощью компьютера: технология-калькулятор, технология-таблица, технология-среда, технология-мультисистема использования современных автоматизированных математических систем Maple, Mathematica, Mathlab, MathCad и др.
Ключевые слова: физическая задача, технология обучения, технологии-калькулятора технологии-таблицы технологии-среды технологии-мультисистемы, Excel, GeoGebra.
Преподавание физики в школе имеет целью формирование целого ряда предметных и межпредметных, надпредметных (метапредметных), личностных компетенций. Решение задач является одним из ведущих методов обучения физике, с одной стороны, и способом применения и закрепления знаний, а также контроля уровня обученности школьников, с другой стороны.
Одно из современных направлений в обучении школьным предметам - использование информационных технологий. Для этого на основе современной техники, новейшего программного обеспечения и соответствующих им методик обучения создают информационную среду, которая вызывает у учащихся повышенный интерес к предмету, мотивирует их к учению.
Особое место в процессе обучения физике занимает обучение решению физических задач. Процесс обучения решению физических задач подводит школьников к последнему этапу формирования физических знаний, установлению причинно-следственных связей, усвоению логических операций, применению математических операций на самом высоком - прикладном - уровне. Обучение школьников решению физических задач должно осуществляться на технологическом уровне, с опорой на соответствующую педагогическую технологию.
С технологической точки зрения процесс решения задачи представляет последовательность реализации пяти этапов:
- идентификация физического явления;
- актуализация теоретических сведений;
- моделирование решения задачи;
- выполнение расчетов;
- интерпретация и проверка полученных результатов.
На каждом этапе решения физической задачи возможно использование компьютера. Однако сразу же возникает вопрос целесообразности. Очевидно, что для разных образовательных уровней при обучении школьников решению физических задач ответ на этот вопрос должен быть разным, а иногда и прямо противоположным. Например, в основной школе, в 7 классе на начальном этапе, когда школьники только знакомятся с новым образовательным явлением - физической задачей, использование компьютера вообще нежелательно. В противном случае у ученика может не сформироваться адекватное представление о физической задаче, правилах ее оформления и решения, о требованиях, предъявляемых к ученику в процессе решения задачи.
На следующих этапах, уровень физического материала усложняется, физические явления перестают быть очевидными (как при изучении поступательного движения) и возникает необходимость выполнения сложных многоступенчатых математических расчетов, за которыми не всегда виден физический смысл (например, при нахождении корней квадратного уравнения). В этом случае использование компьютера является жизненной необходимостью. С одной стороны, это позволяет сэкономить много драгоценного учебного времени для сосредоточения на основной предметной функции, с другой стороны, и это более важно - усилить акценты в решении задачи на выяснении физического смысла ситуации, в целом, и интерпретации полученных результатов, в частности.
В условиях информационной среды решение сложных физических задач, как и весь процесс обучения, уже немыслимы без компьютера. Существуют разные уровни использования компьютера при решении физических задач. Первый уровень -тривиальный - предполагает применение компьютера только как средства расчета (уровень калькулятора). На этом уровне с помощью компьютера (калькулятора) выполняют трудоемкие, но элементарные математические преобразования и вычисления.
Второй уровень - пользовательский - предусматривает использование компьютера на других более сложных этапах решения задачи - «идентификации» и «моделирования». Для этого выясняют все существенные стороны физической ситуации, описанной в задаче, и затем, в зависимости от потребностей, строится описывающая физический процесс модель разной степени общности - от рисунка до графика или математического уравнения.
Третий уровень - продвинутый - позволяет не только идентифицировать явления, моделировать и выполнять решение, но и интерпретировать полученные результаты. Такой подход позволяет получать результаты, настолько глубоко раскрывающие физику явления, что становятся очевидными даже сведения, выходящие за рамки условия задачи. В этом случае можно говорить о реализации особой функции - изучении при решении задачи ранее недоступных элементов физики явлений. На каждом уровне может применяться программирование.
Использованию компьютера в образовании, в том числе при решении физических задач, посвящено множество работ методистов и ученых-физиков (Э.В. Бурсиан, Х. Гулд, В.А. Извозчиков, А.С. Кондратьев, В.В. Лаптев, В.Г. Петросян, А.А. Самарский, А.М. Слуцкий, А.В. Смирнов, Я. Тобочник, А.И. Ходанович и др.).
На заре развития компьютерной техники Э.В. Бурсиан, много лет возглавлявший кафедру теоретической и экспериментальной физики Ленинградского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена, выделил группы физических задач, которые можно решать на компьютере:
1. Задачи, в которых по одной и той же формуле необходимо провести решение многократно, в частности при построении графиков.
2. Задачи, в процессе решения которых возникают уравнения высоких степеней или трансцендентные уравнения, которые легко решаются только численными методами.
3. Задачи, где возникает необходимость решения систем уравнений.
4. Задачи, в которых предлагается найти экстремумы функций, если эти экстремумы нельзя найти аналитически (в том числе задачи по оптимизации простых конструкций и процессов);
5. Задачи, где необходимо найти определенный интеграл, вычисление которого возможно только численными методами.
6. Задачи, в которых данные заданы в виде массива чисел или такой массив может быть получен из заданного графика.
7. Задачи на спектральный анализ (разложение в ряд Фурье) и синтез функций по известному спектру.
8. Задачи, приводящие к дифференциальным уравнениям
[1].
Приведенные выше типы задач соответствуют программе курса физики высшего образования (ВО). Для школы данный список неточен (в школе не решают задачи 2, 7 и 8 групп) и недостаточно полон. Он должен быть дополнен физическими задачами в соответствии с современными требованиями к основному общему образованию (ООО) и среднему общему образованию (СОО). Основные требования в виде предметных, метапредмет-ных и личностных компетенций представлены в ФГОС основного и среднего общего образования, а типы задач, направленных на формирование этих компетенций, представлены в заданиях ГИА и ЕГЭ. Отметим очевидные новшества ОГЭ и ЕГЭ последних лет: в итоговых аттестациях значительно уменьшено число заданий с выбором ответа, введены качественные задачи на анализ графиков, диаграмм, текста и экспериментальные задания, предполагающие выполнение физического опыта и определение погрешностей.
В методическом пособии В.Г. Петросяна, И.В. Лихицкой и др. «Решение физических задач с помощью компьютера» рассмотрены вопросы использования компьютера при решении физических задач. В нем, в частности, предложены: пакет программ, который включает компьютерное решение задач разной степени сложности, и классификация методов решения физических задач [2].
Авторы описали процедуру решения задач на компьютере через серию предписаний. Она имеет вид: а) постановка задачи; б) алгоритмизация; в) программирование (реализация алгоритма); г) тестирование, отладка программы и анализ ответа, а процесс составления компьютерных программ согласуется со схемой научного творчества и схемой обычного решения физических задач.
В исследовании В.Г. Петросяна предложены и обоснованы:
- методика решения физических задачспомощьюкомпью-тера в средней школе и в вузе, включающая классификацию процессов решения задачитипклооидзадоч, исходяизсиспем-но-структурного анализа задачи,
- система разноуротн есм1хзасат,мосельмдх мимитадион-ных лабораторных работ,
- учебно-методическоеобеядечение оЯзчения выбору метода решения задачи, рошенимзадачиобобщмоным месадод предписаний и анализу отзеед зздадо, решенрой с примндением компьютера [3].
На основе анализаееории и пщактюкз еДдздадо фиаико и, в частности, решению физических задач мы выделяем следующие технологии решения задач с помощдю компрюте|иа:
1. Технология-калькулятор: технологии использования компьютера в режиме ка ле^оятора (спомписем,дрог°фдмзоут-мого).
2. Технология-таблицаоояхндлкьии оспольмовеиоя элок-тронных таблиц.
3. Техноло™я-средa:тямсoлядаиимпoщпзoвясиярaрлис-ных сред программиросмнизддеи,оeетификal^ии ятаений име-делирования физических систем.
4. Технология-мулыгисистемо: нехаклогии исдольядиа-ния современных автомстикиpяоaнноlдмнтомaтичecяоx ейстем Maple, Mathematica, ^^ИР^Ь^.О^МДям^м Р-
Рассмотрим эти тех нологии
Калькуляторы (в тоодтвлe,тдогвдммидеeвяle) иэдедрром-ные таблицы чаще всего пpищeнядямапеcлeпнeмотaае рпдак ния физической задачи, когда выведена искомая физическая величина из системы уравадний.Вданмдм cддеaв.Фдкпpaвдлo, реализуется расчет по одной
механике с использованием программируемого калькулятора путем прямого упорядоченного перебора (с использованием языка программирования «Бейсик»). Это тот самый вариант использования программируемого калькулятора, или компьютера в качестве калькулятора (первая технология решения задач с помощью компьютера).
Самой распространенной технологией решения физических задач в практике является вторая технология, основанная на использовании электронных таблиц (например, Microsoft Excel). Эти технологии применяют практически все учителя физики, т.к. знание таблиц Excel и умение с ними работать входит в требования программы курса информатики для средней общеобразовательной школы. Например, учитель СОШ № 1, г. Мирный, Республика Саха (Якутия) Ф.В. Шишенко разработала спецкурс «Решение физических задач при помощи электронных таблиц»
[5]-
Этот курс ориентирован на эвристическое развитие школь-никовЭ-гоклассадляоказанияим помощи в выборепрофессии. Знания.получа емые учащимисяв ходеобучения, доивныиоеиь, си мнекию астора, снскемныйаивактеоссовласовыватнвяоа всеми дасцкплиотмиФТОСаннвлиого оЛщеко пбразкнания.
Авто еомразквбетнрыаюебоианиеоаровнюкодгсто вкиукн-щсхсо: ечащи есядолжнызнеть^,раквстр(^е^ны^^^ицы МагнвоА ФиссУоРекькапвлнвть електровьют-Слим-киметькереввдить зерченпя фе^1^чраиив сeличиавcлптeмyCИ с пороков) ктмпью-тер<^: сювааеюято ПэсзрмоеГ[ длп влeяeсвсоoП t^bpcic^i п|эи роттн-нии любой физической задачи и получать правильный ответ; ре-ШФви зпдвии та тквтсвоь[1е гьрЩикoв [ф].
Особенностью второй технологии (технологии-таблицы) явтяатЕРеарюиве°пальиортр и пниемсемттть для общвоб^зо-нaьeюьнрбр раовняззучения физики. Ее применение при реше-нти фсзисввкрхлтроч ноЕРВ]^ь^кнпрзаносвореивтьв) всюол-нения рет!^мэт^|^ефри^пзнсле^е, с нтoбxр.eИАoeтьл
пннeввдсaкмриcacмлтематических процедур на физические пв0лeccрl.ечвcтервти,электp0иныe тaeлиАыпoьввлямст°зуa-лизин0вaреиюТyюФИEпивоА инЫюпмеLCю.АEталквтрриe гпaфи-чершри^<^орвснии в^^гр^^р^впг^^лнгает выястони е пизсиeoкт-го омьюса^нтввпрерацаюиелучеинывчиелвиных ревулстатто.
м тожепремя,иаблицр| ExEelпeEыпнэМфeкнивиoeттпми же цесямимогувпнименвтрпя я застоповишеннсс
олотноотя и олимпиадных задач [6]. Ниже приведено аналити-чеияoeсeшeнипoдтрПсАсмпиaднo°зерaчииРoзАHl^a коюттю-терная модель, на основе которой визуализируется численная инфотмация и интерпретируются результаты (рис. 1 а и б).
сложной многофакторной, математической формуле. Однако такое инструментальное использование компьютера в качестве большого калькулятора можно считать чисто математической технологией, не имеющей прямого влияния на решение физической задачи.
Важно отметить, что технология-калькулятор для решения школьных физических зад ч малоэффективна. Обычные задачи для школы спериэдпоо соеядвляютея тaо,чтяДысx можно было решить устным счетом. Следезотдляно.ика темномою может применяться толдко рлд рлюомоо морач потышмтеяяо е олимпиадного уровня, т.е. при углубленном изучении физики в старшей школе.
В рамках первой технологии Газарян P.M. описал применение компьютера в качестве установки, моделирующзт км учаемый физический процесс или физическую задачу. «Компьютерные физические модели предполагают моделирование физических процессов и пошаговое приближение к искомому состоянию с пошаговым расчетом всех промежуточных значений физических величин, характеризующих процесс» [4].
Автор приводит примеры решения физических задач по
Условие задачи:
Определите показание идеального амперметра в цепи, схема которой приведена на рисунке. Зависимость силы тока Э, протекающего через диод Д, от падения напряжения 1/д на нём описывается выражением: З = а-Ид,г, где а = 0,02 А/В2. Э.Д.С. источника £ = 50 В, внутреннее сопротивление источника тока -г = 1 Ом, сопротивление резистора Л = 19 Ом.
Аналитическое решение традиционно для школьного курса физики. Оно основывается на получении кнадратного треочлона для ндпряженияна диоле. Чешенив зтизо уравнения отуществля-етоя ча[пее доткрпмианлт -эффнхтизпеммааоматлееталП метор, прекрасно отработанный школьниками на уроках алгебры.
Аналитическое решение £ = 3 (Л * * 'Jin)-,
£ = О;
— Çl-h4(
Э - CL -U-ff J
ос = 0,02А/В2;
Î - SO В^
г* = 1 Ом ;
Ж = 19 Oivi ;
О — ?
■II
II
2
-1±Л1а +4-20-0,02-50
Л11.2 —
Ответ: 2 А.
2-20-0,02 0,8 1Ла = Ю^В; Э = ¿; Э = 0,02-100 = 2 А;
Рис. 1 (а). Аналитическое решение задачи
Однако, для физической задачи аналитическое решение недостаточно информативно. Такие задачи решаются школьниками легко - по шаблону, практически не вдаваясь в физическую суть полученных результатов. Так эти задачи из физических автоматически превращаются в математические. Это не способствует формированию умения решать физические задачи, т.к. на первый план выходит решение квадратного уравнения.
В данном случае целесообразно применение технологии-среды: технологии использования различных сред программирования для идентификации явлений и моделирования физических систем.
Наиболее современным является способ решения физических задач с помощью современных автоматизированных математических систем - мультисистем. Современные автоматизированные математические системы Maple, Mathematica, Mathlab и MathCad выступают в роли мощного аппарата, облегчающего решение задач, связанных с многократно повторяющимися процедурами вычисления, решением уравнений, систем, построением графиков. Система Mathcad среди других программ выделяется своей универсальностью, наглядностью, доступностью, она позволяет проводить разнообразные научные и технические расчеты, начиная от элементарной арифметики и заканчивая сложными реализациями численных методов с элементами программирования.
Решение задач по физике с помощью системы Mathcad рассматривается, в частности, Н.Т. Авласевич, Ж.В. Царикович [7]. Среди типичных задач по физике, иллюстрирующих разнообразие математических средств системы Mathcad, авторы приводят задачи, требующие построения графиков функций перемещения и скорости от времени для различных видов механического движения, а также задачи по электротехнике.
Однако совершенно незаслуженно, на наш взгляд, методисты и учителя физики игнорируют возможности мультисистемы GeoGebra при решении физических задач и обучении школьников их решению. Данное приложение отличается легкостью при достаточно мощных инструментальных возможностях.
Об установке на персональный компьютер приложения с математическим конструктором GeoGebra можем сказать следующее:
- программа является общедоступной, распространяется с открытым исходным кодом и лицензией "Free Software Foundation" для некоммерческого использования;
- без проблем скачивается из ресурсов Интернета;
- не предъявляет особых требований к конфигурации компьютера, допускает инсталляцию на операционные системы Windows и Linux;
- легко и быстро устанавливается на все операционные системы линейки Windows, начиная с "XP".
Освоение приложения является делом нетрудным: интерфейс понятен не только с точки зрения русскоязычных названий, но также в плане выяснения назначения и возможностей органов управления. Всплывающие подсказки, выразительные значки, сами названия и контекстные меню обеспечивают их интуитивное понимание.
Безусловными достоинствами приложения GeoGebra, с точки зрения методики обучения физике, являются:
- возможность визуализации любой геометрической фигуры, заданной функцией или точками;
- алгебраическое представление функции фигуры, геометрически заданной последовательностью точек или линий;
- произвольный выбор (в контекст ном меню) одного из двух вариантов представления параметров геометрических фигур (в декартовых или полярных координатах);
- встроенная возможность использования электронных таблиц непосредственно в интерфейсе GeoGebra.
GeoGebra позволяет создать цифровые образовательные ресурсы по всем разделам физики, в которых используются элементы геометрии: графики, разнообразные построения, векторный анализ. В данном случае при решении физических задач используется технология-мультисистема.
Авторами статьи разработаны программные окна в GeoGebre по разделам «Механика», «Электродинамика» и «Оптика». В частности, по «Оптике» на основе GeoGebra созданы программные окна: «Зеркало», «Собирающая линза» и др. Эти программы могут применяться учителем в процессе демонстрационного эксперимента, для иллюстрации при объяснении нового материала, в качестве дополнения к натурному физическому эксперименту. Большой эффект в обучении окна имеют при ис-
пользовании в качестве виртуальных лабораторных работ. Для их выполнения учащиеся проводят самостоятельное опытное исследование поведения изображения при изменении положения и размеров объекта. Затем школьники формулируют физические свойства явлений зеркального отражения и хода световых лучей в собирающих и рассеивающих линзах.
Программное окно «Зеркало» позволяет исследовать изображение, полученное в плоском зеркале. Объект - стрелка - может быть размещен на любом расстоянии от зеркала, в любой точке полотна окна программы и может поворачиваться вокруг этой точки на 3600. В этом программном окне можно наблюдать за тем, как при поворотах и перемещениях объекта изменяется изображение. На основе полученного виртуального опыта, выполнив серию специальных заданий, ученик должен сформулировать основные свойства зеркального изображения: оно - равновеликое, мнимое и прямое по вертикали, но перевернутое по горизонтали (у него правая и левая части меняются местами). Построено это изображение по законам осевой симметрии.
Неоценимо применение данной программы при решении физических задач. Решение физических задач на основе построения требует не только физических знаний, но и пространственного воображения, что повышает сложность задачи. Например, задачи №№ 1550-1559 из задачника В.И. Лукашика и Е.В. Ивановой. Если задачи №№ 1550-1551, требующие построения изображения стрелок в плоском зеркале, не вызывают трудности у учащихся, то более сложная задача № 1553 им не всегда доступна: «Куда переместятся изображения предметов, если зеркало MN передвинуть: а) вправо; влево; б) вверх, вниз». Или задача № 1558: «Девочка приближается к плоскому зеркалу со скоростью 0,25 м/с. С какой скоростью она сближается со своим изображением?». Все указанные в этих задачах перемещения легко наблюдаются в разработанном нами программном окне. Поэтому можно утверждать, что применение разработанных программных окон GeoGebra при решении физических задач способствует формированию у школьников пространственного мышления.
Программные окна СЛ-1, СЛ-2 и СЛ-3 позволяют школьнику:
- задавать произвольные значения фокусных расстояний, или изменять их перенесением точки на экране;
- перемещать объекты на разные расстояния от линзы в пределах значений (Ь > F) для СЛ-1 и (Ь < F) для СЛ-2;
- изменять ориентацию объекта в пространстве путем задания координат или перенесением двух точек (начала и конца объекта);
- изменять размеры объекта аналогичным образом.
В процессе виртуального исследования в программном окне СЛ-1 ученик убеждается, что при расположении объекта на расстоянии F < Ь < 2F, всегда получается действительное, перевернутое, увеличенное изображение. Такое изображение дает проекционный аппарат. Передвигая предмет между F и 2F, приближая и удаляя предмет поочередно от одной границы к другой, выясняется, при приближении к какой именно границе изображение будет наибольшим. При расположении объекта на расстоянии Ь > 2F получается действительное, перевернутое, уменьшенное изображение, ученики могут смоделировать оптическую схему фотоаппарата. Выполняя виртуальный эксперимент в программном окне СЛ-2, поочередно передвигая предмет от одной границы к другой (между линзой и фокусом), ученик моделирует работу увеличительного стекла - лупы. При расположении объекта на расстоянии Ь < F лупа должна давать мнимое, прямое, увеличенное изображение на расстоянии наилучшего зрения - 25 см. Изменяя фокусное расстояние, и тем самым моделируя линзы с разной оптической силой, ученик находит местоположение предмета для каждой линзы, чтобы расположение мнимого изображения оказывалось на расстоянии наилучшего зрения. При этом ученик сопоставляет значение оптической силы с ее фактическим увеличением линзы (коэффициентом увеличения).
Таким образом, при решении физических задач на компьютере могут использоваться четыре технологии: технология-калькулятор (использование компьютера в режиме калькулятора, в том числе программируемого); технология-таблица (использование электронных таблиц); технология-среда (использование различных сред программирования для идентификации явлений и моделирования физических систем) и технология-муль-тисистема (использование современных автоматизированных математических систем). Наибольшие инструментальные и, как
следствие, методические возможности в курсе физики имеет тех-нология-мультисистема. На основе технологии мультисистемы -GeoGebra - созданы методические продукты, которые могут применяться на всех этапах процесса обучения.
Библиографический список
Работа выполнена в рамках государственного задания «Обновление содержания общего образования и методов обучения в условиях современной информационной среды» (№ 27.6122.2017/БЧ).
1. Бурсиан Э.В. 100 задач для решения на компьютере. Санкт-Петербург: ИД «МиМ», 1997.
2. Петросян В.Г., Лихицкая И.В. и др. Решение физических задач с помощью компьютера: методическое пособие. Нальчик: КБГУ, 2003.
3. Петросян В.Г. Решение физических задач с помощью компьютера как составляющая физического образования. Автореферат диссертации ... доктора педагогических наук. Москва: МПГУ, 2009.
4. Газарян РМ. Компьютерная технология решения физических задач в школе: материалы международной конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития». Москва: МПГУ, 2006: 86 - 89.
5. Шишенко Ф.В. Решение физических задач при помощи электронных таблиц: программа спецкурса для 9 класса. Available at: https://fiz.1september.ru/articlef.php?ID=200801504
6. Машиньян А.А., Кочергина Н.В. Методические основы создания демонстрационно-информационных комплексов курса физики: методическое пособие. Москва: Издательство Перо, 2017.
7. Авласевич Н.Т., Царикович Ж.В. Mathcad для решения задач по курсу «Электротехника и Электроника». Современные информационные технологии в системе научного и учебного эксперимента: опыт, проблемы, перспективы: материалы III Межд. научно-методической конференции. Гродно: ГрГУ, 2015.
References
1. Bursian 'E.V. 100 zadach dlya resheniya na komp'yutere. Sankt-Peterburg: ID «MiM», 1997.
2. Petrosyan V.G., Lihickaya I.V. i dr. Reshenie fizicheskih zadach s pomosch'yu komp'yutera: metodicheskoe posobie. Nal'chik: KBGU, 2003.
3. Petrosyan V.G. Reshenie fizicheskih zadach s pomosch'yu komp'yutera kak sostavlyayuschaya fizicheskogo obrazovaniya. Avtoreferat dissertacii ... doktora pedagogicheskih nauk. Moskva: MPGU, 2009.
4. Gazaryan R.M. Komp'yuternaya tehnologiya resheniya fizicheskih zadach v shkole: materialy mezhdunarodnoj konferencii «Fizicheskoe obrazovanie: problemy i perspektivy razvitiya». Moskva: MPGU, 2006: 86 - 89.
5. Shishenko F.V. Reshenie fizicheskih zadach pri pomoschi 'elektronnyh tablic: programma speckursa dlya 9 klassa. Available at: https:// fiz.1september.ru/articlef.php?ID=200801504
6. Mashin'yan A.A., Kochergina N.V. Metodicheskie osnovysozdaniya demonstracionno-informacionnyhkompleksovkursa fiziki: metodicheskoe posobie. Moskva: Izdatel'stvo Pero, 2017.
7. Avlasevich N.T., Carikovich Zh.V. Mathcad dlya resheniya zadach po kursu «'Elektrotehnika i 'Elektronika». Sovremennye informacionnye tehnologii v sisteme nauchnogo i uchebnogo 'eksperimenta: opyt, problemy, perspektivy: materialy III Mezhd. nauchno-metodicheskoj konferencii. Grodno: GrGU, 2015.
Статья поступила в редакцию 29.09.17
УДК 376.74
Miroshnichenko V.V., Cand. of Sciences (Pedagogy), senior lecturer, Khakass State University n.a. N.F. Katanov
(Abakan, Russia), E-mail: [email protected]
THE BASIC DIRECTIONS OF SENIOR HIGH SCHOOL STUDENTS TRAINING IN CHOOSING PEDAGOGICAL CAREER TAKING INTO ACCOUNT ETHNOCULTURAL PECULIARITIES OF THE SAYANO-ALTAY REGION. The article reveals the problem of training high school students in making the choice in favor of pedagogical career, taking into account the ethno-cultural characteristics of the region. The principle directions of this training are: the inclusion of subjects and courses built with regard to the ethno-cultural characteristics of the region into the curriculum; the application of appropriate forms of off-hour activities; the organization of training activities, the use of class forms aimed at solving educational, cognitive and educational problems with the use of materials of ethno-cultural content; professional self-determination due to the immersion of high school students into the ethno-ori-ented quasi-pedagogical activity. Each of these directions is enriched due to the inclusion of various ethno-cultural events, which are held on the territory of the Sayano-Altay region.
Key words: professional self-determination, ethno-cultural features, ethno-cultural awareness, ethno-oriented activity.
В.В. Мирошниченко, канд. пед. наук, доц. Хакасского государственного университета имени Н.Ф. Катанова,
г. Абакан, E-mail: [email protected]
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОДГОТОВКИ СТАРШЕКЛАССНИКОВ К ВЫБОРУ ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ПРОФЕССИИ
С УЧЁТОМ ЭТНОКУЛЬТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ САЯНО-АЛТАЙСКОГО РЕГИОНА
В статье раскрывается проблема подготовки старшеклассников к выбору педагогической профессии с учётом этнокультурных особенностей региона. Основными направления такой подготовки являются: включение в учебный план предметов и курсов, построенных с учётом этнокультурных особенностей региона; применение оптимальных форм реализации внеурочной деятельности; организация видов деятельности обучающихся, применение форм занятий, направленных на решение учебно-познавательных и учебно-практических задач с использованием материалов этнокультурного содержания; профессиональное самоопределение за счет погружения старшеклассников в этноориентированную квазипедагогическую деятельность. Каждое из этих направлений обогащается за счет включения различных этнокультурных мероприятий, проводимых на территории Саяно-Алтайского региона.
Ключевые слова: профессиональное самоопределение, этнокультурные особенности, этнокультурная осведомленность, этноориентированная деятельность.
Анализ литературы по проблеме профессионального самоопределения позволяет рассматривать его как «определение человеком себя, относительно выработанных в обществе (и принятых данным человеком) критериев профессионализма» [1, с. 68]. Проблема профессионального самоопределения и фор-
мирования готовности старшеклассников к выбору педагогической профессии рассматривалась многими исследователями. Для нас важными являются работы, связывающие профессиональное определение с особенностями региона, в котором учатся старшеклассники [2; 3; 4].
