WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаПедагогіка, Сценарії виховних заходів → Організація проблемного навчання фізики на основі нових інформаційних технологій - Реферат

Організація проблемного навчання фізики на основі нових інформаційних технологій - Реферат

Реферат на тему:

Організація проблемного навчання фізики на основі нових інформаційних технологій

Інноваційні процеси як форма і генеративний чинник розвитку дидактики фізики останнім часом привертає увагу багатьох дослідників. Дидактичні нововведення, що викликані до життя конкретними соціально-економічними умовами, здатні прогресивно розв'язати проблеми педагогіки. Успіх і результативність педагогічних інновацій у середній фізичній освіті визначається ефективністю і системністю використання джерел ідей розвитку дидактики фізики, до яких можна віднести нові інформаційні технології, зокрема імітаційне комп'ютерне моделювання, машинний експеримент. Застосування ЕОМ у навчанні фізики розкриває новi можливостi: вивчення процесiв у динамiцi за рахунок одержання серiї миттєвих значень фiзичних величин, графiчна iнтерпретацiя законiв фiзики в процесi виконання експерименту.

Одним з напрямків удосконалення навчального процеса з фізики є застосування iмiтацiйного експерименту (ІЕ). "IЕ представляє собою вiдтворення в мультиплiкацiї реальних процесiв, що спостерiгаються i явищ з параметрами реального (матерiального, натурного) експерименту. Процес (iмiтацiї руху, звука, цифрової iнформацiї, змiни кольору, насиченостi кольору i т.iн.) проходить вiдповiдно до заданих оператором (учителем, учнем)) параметрiв, що оператор вибирає на свiй розсуд, працюючи з комп'ютером у дiалоговому режимi" (1, 6).

Звернемося тепер до методики застосування IЕ

Застосування IЕ в процесі вивчення явища (понять, законів, фізичних величин, приладів) дозволяє учням виділити істотне в матеріалі достатньо наочними засобами. При цьому можливий як демонстраційний, так і лабораторний варіант реалізації поставлених перед навчанням цілей. У лабораторному варіанті здійснюється оперативний зворотний зв'язок, що забезпечує можливість кожному учню працювати в своєму темпі, розвивати пізнавальний хист згідно своїх можливостей. У будь-якому випадку IЕ дозволяє створювати проблемні ситуації і сприяти їх рішенню.

Утворення проблемної ситуації, у тому числі і на основі IЕ, є одним із стимулів мислення. "Мислити людина починає тоді, - підкреслює С.Л. Рубiнштейн, - коли у неї з'являється потреба щось зрозуміти. Мислення починається з проблеми чи питання, з подиву чи нерозуміння, із суперечності.... Джерелом творчого мислення слугує проблемна ситуація, тобто конфлікт між тим, що дано, і тим, що необхідно досягти" (3, 257). У процесі рішення проблемної ситуації ведеться міркування - це перш за все перевірка і доказ гіпотез. Уміння розмірковувати гіпотетично і розглядати своє судження як гіпотезу, що потребує ще перевірки, складає найбільш показову особливість зрілої мислi, - стверджує С.Л. Рубiнштейн.

Гіпотезі передує проблемна ситуація, що може створюватися на основі фізичного експерименту (не є виключенням й інші форми). Рішення проблемної ситуації переслідує цілі:

1. Розуміння сутності явища.

2. Установлення нових закономірностей і нових властивостей об'єкту.

3. Підтвердження чи спростування вдосконалень з результату, що планується.

4. Дослідження поводження системи при варіюванні параметрів.

5. Оцінка умов, при яких можна знехтувати значеннями деяких фізичних величин чи їх похибками.

6. Виділення нових проблем.

Розглянемо на конкретних прикладах, як практично можна створити проблемні ситуації на основі iмiтаційного експерименту.

I. Уяснення сутності явища розглянемо на прикладі вивчення дифракції світла. Із властивості прямолінійного поширення світла витікає, що за непрозорими тілами утворяться різко виражені тіні, що повторюють контури предметів, а за щілинами - їх чіткі контури. В обох випадках область тіні різко відділяється від освітленої частини. Ставиться навчальна проблема - чи завжди це справедливо. Відповідь одержують внаслідок постановки серії дослідів з хвилями різної природи. Це можна зробити на матеріальному експерименті (демонстраційному чи лабораторному). Але сьогодні ні демонстраційного, ні лабораторного устаткування, що дозволить оперативно змінювати умови експерименту не існує. Цих недоліків позбавлений IЕ, що дозволить, наприклад, проілюструвати розповсюдження хвильового фронту з часом і одразу видати графічну iнтерпретацію розподілу інтенсивності хвилі після проходження через перепону, а, що найголовніше, в програмі здійснений єдиний підхід до вивчення хвильових процесів різноманітної природи. Внаслідок зміни довжини хвилі, розмірів перешкоди і відстані від перешкоди до екрану, за результатами дослідів легко визначити, що явище дифракції має місце завжди, незалежно від того, чи будуть об'єкти дифракції великими чи малими. Величина дифракційного ефекту, тобто величина відхилення від законів геометричної оптики, і, зокрема, від закону прямолінійного поширення світла, залежить від співвідношення трьох величин: розмірів перешкод, довжини хвилі, відстані від перешкоди до місця спостереження дифракційної картини.

Сказане легко продемонструвати на прикладі iмiтаційної комп'ютерної моделі "Дифракція Френеля на щілині".

Дана підпрограма моделює дифракцію плоских хвиль на нескінченно довгій щілині. Дифракційна картина, що спостерігається залежить, від довжини хвилі, що падає, відстані до точки спостереження, розмірів щілини. Всі ці величини є вхідними параметрами і можуть змінюватися при роботі. Одиниці виміру всіх параметрів відносні. Внаслідок виконання програми на екрані дисплея з'являється iнтерференційна картина і графік розподілу інтенсивності світла в площині спостереження.

Верхнє горизонтальне меню включає наступні пункти: довжина хвилі L (l) , розмір щілини S, масштаб М, відстань від щілини до екрану Е.

Нижнє меню містить розділи: Help, назва демонстрації, значення інтенсивності хвилі в даній точці поля з вказівкою координат.

Після натиску клавіші "1" починається робота програми. На щілину падає плоска хвиля з обраною довжиною хвилі (рис. 1). У середній частині хвильової картини, за щілиною, фронт хвилі має вид концентричних кіл, створюючи враження кругових хвиль, що виходять від країв щілини. Це означає, що після проходження через щілину хвилі не тільки розповсюджуються в попередньому напрямку, вони також віджиляються і це явище називається дифракцією.

Дослідимо дифракцію хвиль різноманітної довжини і тим самим покажемо перехід від хвильової до геометричної оптики. Розглянемо картини проходження періодичних хвиль різноманітної довжини крізь одну і ту ж щілину. Перший дослід: довжина хвилі складає 0.6 від ширини щілини S (рис. 2). У цьому випадку плоский фронт хвилі, що проходить через щілину, практично повністю перетворюється в циліндричний. Іншими словами, щілина діє як джерело циліндричних хвиль, хоч на неї падає плоска хвиля. Дослід другий - (рис. 3). У даному випадку хвилі, що пройдуть, менше викривлені, ніж у першому досліді. У них маються прямолінійні відрізки фронту, але бокові частини все ж загинаються. В третьому досліді (рис. 4). Тут викривлення сходить нанівець біля крайніх прямолінійних "променів", тобто перпендикулярів до фронту, що проходить через краї щілини. Таким чином, тут утворяться майже різкі краї тіні. Якщо зберегти ширину щілини S, то подальше зменшення l робить тінь ще більш різкою.

Loading...

 
 

Цікаве