Компьютерный лабораторный практикум как средство повышения познавательного интереса учащегося к предмету «Физика»
статья по физике (10 класс) по теме

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНОГО ИНТЕРЕСА УЧАЩЕГОСЯ  К ПРЕДМЕТУ «ФИЗИКА»

Познавательный интерес - это один из важнейших для нас мотивов учения школьников. Его действие очень сильно. Под влиянием познавательного интереса учебная работа даже у слабых учеников протекает более продуктивно, а при правильной педагогической организации деятельности учащихся и систематической и целенаправленной воспитательной деятельности может и должен стать устойчивой чертой личности школьника и оказывает сильное влияние на его развитие. Он выступает перед нами и как сильное средство обучения. Классическая педагогика прошлого утверждала – «Смертельный грех учителя – быть скучным». Активизация познавательной деятельности ученика без развития его познавательного интереса не только трудна, но практически и невозможна. Вот почему в процессе обучения необходимо систематически возбуждать, развивать и укреплять познавательный интерес учащихся и как важный мотив учения, и как стойкую черту личности, и как мощное средство воспитывающего обучения, повышения его качества.

Познавательный интерес направлен не только на процесс познания, но и на результат его, а это всегда связано со стремлением к цели, с реализацией ее, преодолением трудностей, с волевым напряжением и усилием. Познавательный интерес – не враг волевого усилия, а верный его союзник. В интерес включены, следовательно, и волевые процессы, способствующие организации, протеканию и завершению деятельности.

На современном этапе развития школьного образования проблема активизации познавательной деятельности учащихся приобретает особо значение в связи с высокими темпами развития и совершенствования науки и техники, потребностью общества в людях образованных, способных быстро ориентироваться в обстановке, мыслить самостоятельно и свободных от стереотипов.

Выполнение такого рода задач становится возможным только в условиях использования методов активизации познавательной деятельности, которые вооружают знаниями умениями и навыками; содействуют воспитанию мировоззрения, нравственных, эстетических качеств учащихся; развивают их познавательные силы, личностные образования: активность, самостоятельность, познавательный интерес; выявляют и реализуют потенциальные возможности учащихся; приобщают к поисковой и творческой деятельности.

Одним из таких активных методов в физике является эксперимент. Он является не только необходимым условием достижения осознанных опорных знаний по физике, но и облегчает понимание предмета, способствует развитию наблюдательности, умений объяснять наблюдаемые явления, используя для этого теоретические знания, устанавливать причинно-следственные связи, развивает самостоятельность, дает возможность проведения работ исследовательского характера. Ни для кого не секрет, что школьники часто ждут начала изучения физики: познание мира, проделывание опытов, объяснение тех или иных физических явлений привлекает многих. Но уже с момента изучения языка физики – физических терминов, формул, законов и их применения для конкретной ситуации – интерес угасает. Ведь это все абстрактно, они не видят реальной связи с окружающим миром, не понимают, зачем необходимо все это, как им кажется, «вызубривать». Происходит разрыв между собственно предметным содержанием и их представлением о нем. Как результат, для многих школьников по окончанию обучения – физика – один из самых сложных, абсолютно ненужных в повседневной жизни учебных предметов. Они убеждены, что больше никогда в своей дальнейшей жизни навыки решения задач и знание физики им не пригодиться.

Использование ИКТ на уроках в большинстве случаев детям очень нравится работать в компьютерном классе или с интерактивной доской, детям предоставлена большая свобода действий, и некоторые из них могут «блеснуть» своими познаниями в сфере технологий. Ребята активно используют ресурсы Интернета на уроках и во внеурочное время, и это надо использовать, чтобы повысить знания по предмету. Ведь, Интернет можно использовать и как средство общения, и как средство обучения, и как средство развлечения, но нам важно, чтобы школьники использовали Интернет как средство получения информации. Компьютер, также позволяет провести эксперименты из любой области физики: механики, электричества, молекулярной, ядерной, атомной физики и других разделов, при этом, сокращая время, на проведение данного исследования. В каждом из этих разделов встречаются опыты, которые имеют большое значение для формирования полной картины мира у учащихся, но не включаются в лабораторный практикум в связи с трудностями в их постановке.

Компьютер в сочетании с хорошей обучающей программой обладает колоссальным потенциалом и даёт разнообразные возможности для формирования познавательного интереса на уроках физики:

1. использование изобразительных возможностей и звука, динамических рисунков и моделей
2. моделирование виртуальной научной реальности и исследование тех закономерностей, которые в обычных условиях невозможно воспроизвести;
3. дополнение традиционного эксперимента, используя камеру;
4. иллюстрация того, что невозможно показать в силу различных обстоятельств;
5. стимулирование познавательного интереса к предмету с помощью электронных презентации уроков не только преподавателя, но и с презентациями, созданными самими школьниками;
6. организация индивидуальной работы
7. проведение быстрого и эффективного тестирования знаний.

1. использование электронных пособий при обучении решению задач.

Все выше сказанное можно осуществить с помощью виртуальной лабораторной работы, которую нет возможности провести в реальных условиях. При проведении физического эксперимента эффективно работает программный продукт компании Физикон «Физика 7-11 класс» или «Открытая физика», созданная калифорнийской фирмой Knowledge Revolution и локализованная (русифицированная) Институтом новых технологий образования «Живая физика».

В числе основных факторов, побуждающих учащихся к активности, авторы [1] выделяют:

•        творческий характер учебно-познавательной деятельности

•        состязательность.

•        игровой характер проведения занятий

Учитывая перечисленные факторы, с помощью виртуальной лабораторной работы преподаватель может безошибочно активизировать деятельность учащихся, так как различный подход к занятиям у учащихся вызывает интерес к занятиям, учащиеся будут с радостью идти на занятия, так как предугадать преподавателя не возможно. Кроме этого, данный лабораторный практикум оказывает сильное эмоциональное воздействие на учащегося, так как здесь присутствует и игра, и состязательность, и творческий характер. Эмоциональное воздействие также существует, как самостоятельный фактор и является методом, который пробуждает желание активно включится в коллективный процесс учения, заинтересованность, приводящая в движение [4].

Для проведения компьютерного эксперимента, в настоящее время, есть необходимая материальная база, которая позволяет широко использовать возможности по внедрению современных информационных технологий в образовательный процесс. Примером компьютерной программы, позволяющей смоделировать многие физические эксперименты, является программа «Открытая физика» фирмы «Физикон», которая в настоящее время широко используется в образовательном процессе высших учебных заведений. В этой программе компьютерные модели важнейших физических явлений сопровождаются фрагментами лекций и текстовыми пояснениями [2]. Данная программа позволяет не только реализовывать на практике компьютерные варианты демонстрационных опытов по физике, но и самостоятельно разрабатывать на основе этих опытов лабораторные работы по физике.

На основе программы «Открытая физика» или «Живая физика» достаточно легко разработать виртуальную лабораторную работу. Примером может служить лабораторная работа «Теплоемкость идеального газа», целью проведения которой является: экспериментальное определение молярной теплоемкости при изохорном и изобарном процессах;

Методика и порядок измерений.

1. Откройте программу «Открытая физика». Из списка моделей выберете «Теплоемкость идеального газа»;
2. Выберете изохорный процесс (V=const);

Рисунок 1 – Модель «Теплоёмкость идеального газа»

3. Нажмите кнопку «Старт» и через Т  100, 200, 300, 400,500 нажав кнопку «Стоп», запишите значения Т и U;
4. По формуле CVΔT = ΔU рассчитайте молярную теплоемкость при изохорном процессе;
5. Занесите полученные результаты в таблицу:

Измерение молярной теплоёмкости в изобарном процессе производится аналогично измерению в изохорном процессе [3].

Полученные в данных лабораторных работах результаты очень хорошо согласуются с теоретическими выводами.  Разработанная компьютерная лабораторная работа позволяет ускорить восприятие учащимися учебного материала и дополняет результаты натурных экспериментов по данной теме.

Таким образом, в познавательном интересе своеобразно взаимодействуют все важнейшие проявления личности. Можно сделать вывод, что для успешного обучения школьников необходимо вызвать у учащихся интерес к овладению знаниями. А в деятельности творческого учителя познавательный интерес становится важнейшим фактором совершенствования учебного процесса, эффективного решения всех его функций. Познавательный интерес в то же время является важным ориентиром в использовании индивидуальных возможностей всех категорий учащихся, как активных, энергичных, блистающих в учении, так и пассивных, инертных, постоянно ощущающих слабости в учебной деятельности, считающихся под тяжестью учебных перегрузок.

Литература

1. Калмыкова З.И. Зависимость уровня усвоения знаний от активности учащихся в обучении // Современная педагогика, 2000. № 7. – С.18.
2. Каменецкий С.Е., Теории и методике обучения физике в школе. Общие вопросы: Учеб. пособие для студ. Высш. Пед. учеб. Заведений – М.: Академия, 2000. – 368 с
3. Куплинов В.Н., Дадонова А.В. Компьютерный лабораторный практикум по молекулярной физике и термодинамике // Учебный эксперимент в высшей школе 2009. №1. – С.45.
4. Спирин Л.Ф. Основы педагогического – анализа М.: Просвещение, 1985.– 271 с.
5. Лазерные компакт –диски: «Открытая физика ч.1», «Открытая физика ч.2» фирмы «Физикон».