КОМПЬЮТЕРНЫЕ  СРЕДСТВА  ОБУЧЕНИЯ  УЧАШИХСЯ  РЕШЕНИЮ  ФИЗИЧЕСКИХ  ЗАДАЧ

Захарчев  Александр

класс  9  «Б»,  физико-математический  лицей  №38,  РФ,  г.  Ульяновск

Чекулаева  Мария  Евгеньевна

научный  руководитель,  учитель  физики  физико-математического  лицея  №  38,  РФ,  г.  Ульяновск

В  настоящее  время  информатизация  общества  предполагает  не  только  овладение  молодым  поколением  новыми  информационными  технологиями,  но  и  создание  самими  обучающимися  таких  программных  продуктов,  которые  позволяют  более  глубоко  изучить  основы  физики.  Анализ  результатов  анкетирования  учащихся  9-х  классов  показал,  что  школьники  испытывают  достаточно  большие  трудности  в  овладении  приемами  решения  задач  разного  уровня  сложности.  Многие  изъявляют  желание  получить  консультационную  помощь  при  поиске  плана  решения.  Однако,  в  условиях  массового  обучения,  учитель  не  имеет  возможности  консультировать  каждого  ученика  при  выполнении,  например,  домашнего  задания.  Таким  образом,  возникшее  противоречие  между  важностью  управления  деятельностью  учащегося  при  овладении  им  приемами  решения  типовых  задач,  и  недостаточно  разработанными  для  каждого  случая  компьютерных  программных  средств,  которые  могут  оказать  консультационную  помощь  учащемуся  в  решении  задач.  Необходимостью  разрешения  данного  противоречия  и  обосновывается  выбор  темы  исследования.

Цель  работы:  создание  комплекса  компьютерных  программных  средств  позволяющих  учащимся  овладеть  приемами  решения  типовых  задач.

Компьютерное  средство  обучения  в  педагогике  определяется  как  комплекс  компьютерных  программ,  позволяющий  решить  определенные  педагогические  задачи,  имеющий  предметное  содержание,  и  ориентированный  на  взаимодействие  с  обучаемым  [2].  Коллектив  школьного  научного  общества  физико-математического  лицея  №  38  г.  Ульяновска  участвует  в  создании  общей  лектронной  методической  системы  —  мобильной  технологической  базы  организованной  и  структурированной  учебной  информации  [3].  В  состав  электронной  методической  системы  входят  продукты  компьютерной  презентации;  базы  знаний,  составленные  по  различным  учебным  дисциплинам;  комплекс  обучающих  компьютерных  программ  и  т.  д.  Одним  из  компонентов  являются  программы,  предназначенные  для  выработки  у  учащихся  определенных  умений  по  применению  знаний  при  решении  задач.  Учащиеся  участвуют  в  создании  определенных  программных  продуктов,  в  частности  на  основе  электронной  таблицы.

Как  отмечено  в  работе  [2],  одной  из  важных  задач,  которые  решаются  с  помощью  компьютерных  средств,  является  индивидуализация  обучения.  Выполнение  данной  задачи,  на  наш  взгляд,  возможно  путем  использования  специально  разработанных  программных  средств,  позволяющих  выбрать  и  получить  определенную  консультационную  помощь  при  овладении  умением  решения  физических  задач.

На  первом  этапе  исследования  осуществлялся  выбор  структуры  программного  продукта.  Анализ  существующих  учебных  программных  средств  [1]  показал,  что  подавляющее  их  большинство  позволяет  достаточно  ярко  иллюстрировать  учебный  материал  (видео  фрагменты,  анимации,  и  др.).  Разработано  достаточно  большое  количество  контролирующих  программных  средств.  Однако  количество  программных  средств  позволяющих  осуществить  управление  деятельностью  учащегося  по  овладению  им  приемами  решения  разного  типа  задач  по  физике,  крайне  мало.

При  разработке  компьютерных  программных  средств  мы  стремились  дать  учащимся  возможность  выполнять  формируемые  действия  и  фиксировать  в  определенной  форме  результаты  выполнения.  Для  этого  в  структуре  программного  средства  выделены  три  вида  консультационной  помощи:

1.  Графическая  иллюстрация  физической  ситуации.

2.  Поэтапное  составление  плана  решения  задачи,  которое  включает  последовательный  вывод  на  экран  указаний.  В  случае  затруднений,  учащийся  имеет  возможность  сравнить  самостоятельно  выполненное  действие  с  эталоном.

3.  Образец  решения  задачи  или  окончательный  результат.

Программное  средство  разработано  на  базе  Microsoft  Word  и  Microsoft  Excel,  используются  гиперссылки.

Программное  средство  содержит  три  части:

1.  Теоретическая  часть,  в  которой  в  виде  базы  данных  представлен  учебный  материал,  необходимый  для  решения  задач  заданного  типа.  Переход  на  каждый  уровень  осуществляется  гиперссылкой.  Эта  часть  позволяет  ученику,  в  случае  затруднений  восполнить  свои  знания  и  подготовиться  к  решению  задач.  Например,  ученик  осваивает  приемы  решения  задач  на  движение  тела  брошенного  под  углом  к  горизонту.  Войдя  в  заданную  часть  программного  средства,  он  выбирает  раздел  «Законы  взаимодействия  и  движения  тел».  Затем,  по  гиперссылке  переходит  к  меню  тем  и  выбирает  тему  «Движение  тела,  брошенного  под  углом  к  горизонту».  Появляется  следующее  меню:  «1.  Уравнение  зависимости  проекции  скорости  на  ось;  2.  Уравнение  зависимости  координаты  от  времени.  и  др.»  Учащийся,  записывая  ответы  на  эти  вопросы,  воспроизводит  необходимые  знания.  В  случае  затруднения  по  гиперссылке  получает  правильный  ответ.  Таким  образом,  данная  часть  программного  средства  позволяет  ученику  актуализировать  знания,  необходимые  для  решения  задач  заданного  типа.

2.  Практическая  часть.  Предлагается  серия  однотипных  задач.  Выбрав  задачу,  ученик  по  гиперссылке  получает  определенную  консультационную  помощь  по  составлению  плана  решения.  Если  выбрана  помощь  «1»  (графическая  иллюстрация  физической  ситуации),  осуществляется  переход  к  фрагменту  на  базе  Excel.  Этот  вид  помощи  предназначен  для  выработки  умения  анализировать  физическую  ситуацию.  В  указанные  ячейки  вводятся  в  заданном  диапазоне  значения  физических  величин,  и  появляется  график  зависимости  или  траектория,  или  рисунок.  Меняя  данные,  ученик  может  проследить  за  изменением  ситуации,  и  составить  модель  физической  ситуации.  Здесь  же  ученику  задаются  вопросы  по  анализу  условия  задачи.  Отвечая  на  них,  ученик  имеет  возможность  сравнить  свои  ответы  с  эталонными,  и  тем  самым,  проверить  уровень  умения  анализировать  условие  задачи.

При  выборе  помощи  «2»  на  экран  поэтапно  выводятся  указания  по  решению  задачи.  Например:  «1.  Запишите  второй  закон  Ньютона  для  заданной  ситуации  в  векторной  форме.»  После  выполнения  этого  действия  ученик  по  гиперссылке  может  ознакомиться  с  образцом  и  оценить  свои  действия.  Затем  выводится  второе  действие  и  т.  д.  Таким  образом,  выполняя  каждое  действие,  сравнивая  его  с  образцом,  ученик  отрабатывает  необходимые  навыки.

При  выборе  помощи  «3»  ученик  сравнивает  свой  ответ  и  свое  решения  с  эталоном.  Если  решена  задача  неверно,  ученик  может  перейти  в  помощи  «1»  или  «2».

Например,  при  решении  задач  на  движение  заряженной  частицы  в  электрическом  поле,  ученик  выбирает  консультационную  помощь  «1»  и  по  гиперссылке  «входит»  в  электронную  таблицу,  где  предлагается  ввести  исходные  данные.  Появляются  графики  зависимостей,  в  данном  случае,  скорости  от  времени,  координаты  от  времени,  вид  траектории  и  т.  д.  Это  способствует  формированию  умения  читать  графики  и  представлять  вид  зависимости  по  уравнению,  что  является  важным  при  решении  многих  физических  задач.

Вернувшись  в  предыдущее  меню,  он  «входит»  в  «указания  {1}  {2}  {3}...».  Например:  «1)  Выберите  оси  координат  (ОХ  —  направьте  горизонтально,  ОУ  —  вертикально  вверх)  {2/1}  2)  выразите  проекцию  начальной  скорости  на  ось  ОХ,  ось  ОУ  {2/2}....и  т.  д.».  Ученик  может  последовательно  выбирать  предложенные  указания  и  проверить  свои  действия.  В  фигурных  скобках  указаны  соответствующие  гиперссылки.  Таким  образом,  ученик  получает  возможность  получить  достаточно  полную  консультационную  помощь  при  решении.

При  выборе  консультационной  помощи  в  виде  образца  решения  или  ответа  ученик,  также  по  гиперссылке,  проверяет  правильность  своего  решения.

3.  Контролирующая  часть  содержит  контрольные  работы  по  теме.  Выбрав  вариант  работы,  решив  задачи,  ученик  может  оценить  уровень  своих  достижений.

Программное  средство  разработано  по  разделу  курса  физики  9  класса  «Законы  взаимодействия  и  движения  тел»  и  состоит  из  пяти  комплектов  задач.

Целесообразность  использования  данного  программного  средства  оценивалась  по  отзывам  учащихся  и  уровню  приобретенных  умений  решать  задачи.  70  %  учащихся  отметили,  что  предусмотренные  виды  консультационной  помощи  позволяют  самостоятельно  освоить  алгоритм  решения  типовых  задач;  80  %  учащихся  обратили  внимание  на  полезность  представления  ситуации  в  графической  форме.  Все  учащиеся  оценили  предложенное  программное  средство  как  необходимое  при  подготовке  к  зачетным  и  контрольным  работам.  Анализ  успеваемости  учащихся,  позволил  сделать  вывод  о  том,  что  данное  средство  повышает  уровень  знаний  и  умений  учащихся,  а,  следовательно,  его  целесообразно  использовать  в  учебном  процессе.

Список  литературы:

1. Современные  педагогические  средства  для  организации  учебного  процесса  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:htth://chromosome2009.org/sovremennye-pedagogicheskie-programmnye-sredstva-dlya-organizacii-uchebnogo-processa/  (Дата  обращения20.03.2015).
2. Что  такое  компьютерное  средство  обучения  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://y-school.narod.ru/E-LERN/MAIN/p-zap_kco.html#_Toc44812420  (дата  обращения  20.03  2015).
3. Электронная  методическая  система  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.unesco.kz/rcie/data/el_metodik_sys.html  (дата  обращения  20.03.2015).