ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОНЛАЙН ЛАБОРАТОРИИ «PHET» ДЛЯ ИНТЕРАКТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ НА УРОКАХ ФИЗИКИ

THE USE OF THE PHET ONLINE LABORATORY FOR INTERACTIVE LEARNING IN PHYSICS LESSONS

Oleg Besedin

master's student, Blagoveshchensk State Pedagogical University,

Russia, Blagoveshchensk

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается использование онлайн-симуляций PhET для проведения интерактивных занятий по физике в средней школе. Платформа PhET предоставляет доступ к широкому спектру виртуальных лабораторий, которые позволяют учащимся изучать физические явления через визуализацию и интерактивные эксперименты. В работе предлагаются рекомендации по внедрению симуляций в школьную программу и примеры использования PhET на различных этапах уроков физики. Приводятся методические аспекты организации занятий с PhET, которые позволяют улучшить усвоение материала и повысить интерес учащихся к предмету. В исследовании подчеркивается роль PhET как эффективного инструмента для визуализации сложных концепций и развития критического мышления учащихся.

ABSTRACT

The article examines the use of PhET online simulations for conducting interactive physics lessons in secondary schools. The PhET platform provides access to a wide range of virtual laboratories, enabling students to explore physical phenomena through visualization and interactive experiments. The study offers recommendations for integrating simulations into the school curriculum and examples of using PhET at various stages of physics lessons. Methodological aspects of organizing classes with PhET are presented, which enhance students' understanding of the material and increase their interest in the subject. The study highlights the role of PhET as an effective tool for visualizing complex concepts and fostering students' critical thinking.

Ключевые слова: уроки физики, методика, онлайн лаборатория, практические занятия, лабораторные работы, опыты.

Keywords: physics lessons, methodology, online laboratory, practical exercises, laboratory work, experiments

Одной из актуальных задач современной образовательной методики является внедрение интерактивных технологий для повышения качества и доступности обучения. В условиях ограниченности лабораторного оборудования или необходимости соблюдения мер безопасности, сайт PhET становится отличным инструментом для проведения лабораторных экспериментов и демонстрации сложных физический процессов. Доступный в виде бесплатных симуляций, PhET позволяет школьникам углубленно изучать физические явления, такие как движение, электромагнитные поля и световые волны.

На сайте PhET представлено множество симуляций, которые позволяют ученикам изучать законы физики через интерактивные опыты и эксперименты. Каждая симуляция охватывает отдельную тему, что делает их удобными для использования на уроках по различным темам и уровням сложности. Ниже приведён полный список симуляций по физике с кратким описанием каждой из них.

1. Circuit Construction Kit (DC Only) – позволяет создавать простые электрические цепи постоянного тока и исследовать закономерности.

2. Circuit Construction Kit: DC Virtual Lab – виртуальная лаборатория для исследования цепей постоянного тока с возможностью измерения тока и напряжения.

3. Forces and Motion: Basics – изучение основных принципов движения и действия сил на объект.

4. Energy Skate Park – исследование принципов сохранения энергии на примере движения скейтера.

5. Gravity Force Lab – симуляция силы гравитации между объектами в зависимости от их массы и расстояния.

6. Projectile Motion – моделирование движения тел под углом и изучение траектории и дальности полёта.

7. Wave on a String – наблюдение распространения волн на натянутой струне.

8. Bending Light – изучение преломления и отражения света на границах двух сред.

9. Geometric Optics – экспериментирование с линзами и зеркалами для изучения фокусировки света.

10. Magnet and Compass – исследование взаимодействия магнитов и магнитного поля с компасом.

11. Balloons and Static Electricity – изучение статического электричества на примере взаимодействия воздушных шаров и шерсти.

12. Pendulum Lab – исследование колебательного движения маятника и влияния длины и массы.

13. Friction – изучение силы трения и её воздействия на движение объектов.

14. Sound – визуализация звуковых волн и их свойств, таких как частота и амплитуда.

15. Resistance in a Wire – исследование зависимости сопротивления проводника от его длины, толщины и материала.

16. The Ramp: Forces and Motion – исследование сил, действующих на тело, движущееся по наклонной плоскости.

17. Electric Field Hockey – симуляция, где ученики используют электрические заряды, чтобы переместить шайбу в цель, изучая при этом электрические поля.

18. Vector Addition – исследование векторного сложения через задачи по нахождению результирующего вектора.

19. Radio Waves & Electromagnetic Fields – визуализация распространения радиоволн и их взаимодействия с электрическими и магнитными полями.

20. Microwaves – исследование распространения микроволн и их воздействия на молекулы воды.

21. Nuclear Fission – моделирование ядерного деления, изучение его принципов и эффектов.

22. Alpha Decay – изучение процесса альфа-распада и его закономерностей.

23. Charges and Fields – визуализация электрических полей, создаваемых зарядами, и их направлений.

24. Masses and Springs – моделирование колебательного движения системы массы на пружине.

25. John Travoltage – демонстрация накопления и разряда статического электричества на примере фигуры Джона.

Внедрение PhET на уроках физики целесообразно проводить на различных этапах урока: при введении новой темы, на этапе закрепления материала или как домашнее задание. Симуляции PhET можно использовать следующим образом:

1. Демонстрация явлений и законов физики. Учитель может показывать симуляции на интерактивной доске для объяснения теоретических аспектов темы. Например, симуляция Forces and Motion используется для иллюстрации законов Ньютона, Circuit Construction Kit – для введения темы электрических цепей.

Рисунок 1. Симуляция «Circuit Construction Kit»

2. Практические занятия. Учащиеся могут проводить самостоятельные опыты, выполняя виртуальные эксперименты на устройствах (например, ноутбуках или планшетах). Такие симуляции, как Projectile Motion и Gravity Force Lab, помогут изучить особенности движения тел под действием силы тяжести и законов гравитации.

Рисунок 2. Симуляция «Projectile Motion»

3. Домашние задания и исследования. Некоторые симуляции, например, Energy Skate Park, можно использовать для домашних проектов, позволяя учащимся исследовать закон сохранения энергии.

Рисунок 3. Симуляция «Energy Skate Park»

Симуляции PhET помогают школьникам лучше понимать сложные физические концепции за счёт наглядности и возможности экспериментов. Ученики могут изменить параметры в симуляциях (массу, скорость, напряжение и пр.), что позволяет им видеть результаты изменений в реальном времени. Практика показывает, что регулярное использование PhET способствует повышению успеваемости и увеличению интереса учащихся к предмету.

Эффективность использования PhET в образовательном процессе зависит от планирования и структурирования работы. Педагогам рекомендуется выбирать симуляции, соответствующие возрасту и уровню знаний учащихся, а также интегрировать их в учебные планы. Учитель может предложить учащимся задания, направленные на исследование зависимости результатов эксперимента от различных переменных, что развивает у учащихся навыки критического мышления и аналитики.

Сайт PhET предоставляет преподавателям и учащимся доступ к качественным и доступным ресурсам для изучения физики. Использование PhET на уроках позволяет улучшить понимание учащимися сложных физических концепций за счет наглядности и интерактивности, а также позволяет проводить эксперименты в условиях, когда это невозможно в реальной лаборатории. Интеграция PhET в образовательный процесс способствует активизации познавательной деятельности школьников и увеличению интереса к науке.

Список литературы:

1. Физика. 7 кл. : учеб. для общеобразоват. учреждений / А.В. Перышкин. – 2-е изд., стереотип. – М. : Дрофа, 2013. – 221, [3] с. : ил. ISBN 978-5-358-11662-7
2. Физика. 8 кл. : учеб. для общеобразоват. учреждений / А.В. Перышкин. – М. : Дрофа, 2013. – 237, [3] с. : ил. ISBN 978-5-358-09884-8
3. Физика. 9 кл. : учебник / А.В. Перышкин, Е.М. Гутник – М. : Дрофа, 2014. – 319, [1] с. : ил. ISBN 978-5-358-09883-1
4. PhET Interactive Simulations. University of Colorado Boulder. Дата обращения: 14 ноября 2024. URL: https://phet.colorado.edu/en/simulations/filter?subjects=physics&type=html.