ИТО-98/Секция 2

В сообщении описывается опыт применения в школьном курсе физики среды компьютерного моделирования PS:Solve, приводятся результаты этого эксперимента, указываются преимущества и отмечаются особенности данного метода по сравнению с традиционными методами преподавания физики.

Одна из наиболее актуальных проблем современного образования - переход к активным методам обучения на основе прогрессивных педагогических технологий. Появление в школах обучающих программ и инструментальных программных средств само по себе проблемы не решает. Нужна целостная методическая система, обеспечивающая взаимодействие преподавателей и учащихся при обучении в дидактических компьютерных средах (ДКС).

Поиском разумного сочетания накопленного поколениями опыта организации учебной деятельности и принципиально новых подходов к обучению заняты многие исследовательские коллективы и, в частности, Научно-исследовательская лаборатория информационных технологий обучения Волгоградского госпедуниверситета, экспериментальной площадкой которой является педагогический лицей. Учащиеся лицея работают с новыми инструментальными средствами, еще неизвестными в других школах, принимают посильное участие в создании новых обучающих программ.

Появление в школах компьютерных инструментальных средств позволило существенно расширить возможности учебного эксперимента. Практика организации обучения показывает, что разумное сочетание приборного и компьютерного эксперимента дает хорошие результаты. Компьютерный модельный эксперимент целесообразен, в частности, когда изучаются идеальные модели и их приборная имитация менее наглядна, чем компьютерная. Используемая в лицее системы математического моделирования PS:Solve (Pacific Crest Software) доступна учащимся, позволяет без специальной подготовки работать со стандартными моделями и постепенно осваивать приемы моделирования. После небольшой практики учащиеся могут готовить модели самостоятельно.

Использование системы моделирования PS:Solve, например, при изучении сложения колебаний, модуляции, спектрального состава нелинейных колебательных процессов методически обосновано. Оно снимает трудности приборного моделирования, на динамические картины колебательных процессов не влияет трение, нестабильность частот и др.

Система моделирования РС:Solve дает возможность по заданному графику функции получить графики производных (возможна и обратная операция). Это позволяет учащимся получать информацию, которая раньше им была недоступной. В частности, помимо развертки колебаний во временной плоскости возможна развертка в плоскости фазовой (по вертикали откладывается значение смещения, по горизонтали - скорости), что позволяет анализировать энергетику процессов. Например, меняя частоту, фазу и амплитуду колебаний, лицеисты наблюдают изменения фазового портрета колебательного процесса. Так, при затухании колебаний эллипс превращается в спираль, при биениях энергия периодически нарастает и убывает.

При работе с компьютерными моделями лицеисты предпочитают использовать метод теоретического предсказания результата и последующей экспериментальной его проверки. Переход от репродуктивного к продуктивному уровню освоения материала происходит естественным путем, поскольку в процессе работы со стандартными моделями у многих возникает желание самим конструировать модели, а доступность инструментального средства позволяет это желание удовлетворить.

Получив хорошие результаты при моделировании с PS:Solve, некоторые лицеисты продолжают эксперименты с компьютерным моделированием на алгоритмических языках, в этом случае уровень освоения учебного материала поднимается до исследовательского.

Сервер поддерживается фирмой НПП "БИТ про" и Московским центром Федерации Интернет Образования