РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОБЛЕМНО-ПОИСКОВОЙ МЕТОДИКИ НА УРОКАХ ФИЗИКИ ПОСРЕДСТВОМ ВИРТУАЛИЗАЦИИ ЯВЛЕНИЙ И ПРОЦЕССОВ
Сухлоев Михаил Петрович, Ростовский-на-Дону центр информатизации образования, г. Ростов-на-Дону
“И чтобы прийти к истине,
Нужно идти в обратную от нее сторону”
(перефразировка Кобо Абе “Сожженная карта”)
Одна из проблем проблемного обучения – отсутствие необходимой экспериментальной базы для реализации. На одних умозрительных экспериментах далеко не продвинешься. Поэтому, метод, а в современной классификации Селевко Т.К. “Современные образовательные технологии” – технология, достаточно устоявшаяся, канонизированная в методической литературе, в школах практически не используется.
C приходом в школу информационных технологий ситуация изменяется. Компьютерное моделирование явлений и процессов не только перекрывает существующую лабораторную базу в школе, но и расширят демонстрационные возможности до полного охвата изучаемого материала. Ярким свидетельством этому могут служить такие популярные программные комплексы как “Физика в картинках”, “Живая физика”, “Открытая физика”. Но данные комплексы ориентированы на реализацию объяснительно-иллюстрированных технологий. Для осуществления проблемного обучения иллюстративного моделирования недостаточно.
Специфику предлагаемой технологии рассмотрим на двух примерах. Первый - моделирование ускоренного движения, реализуемый в школьных условиях и второй - моделирование гравитационного взаимодействия реализуем только на компьютере. Перед учащимся ставится проблема исследовать ускорение движения в первом примере и гравитационное взаимодействие, во втором решение их разбивает на несколько этапов, на каждом ставится своя микро проблема “отчего может зависеть ускорение?” в первом примере и - “от чего может зависеть сила взаимодействия?” во втором.
Решение данной проблемы учащимся предлагается производить “мозговым штурмом”. Как правило, при первом предъявлении данной технологии учащиеся выдвигают одно два предположения и роль учителя собственным участием подвести под выдвижение как можно большего числа предложений (по всем параметрам объектов участвующих в явлении или процессе).
Таким образом, создается поле предложений, в которых есть истинные, но учащиеся еще не знают какие именно.
Можно сказать, что учитель сознательно уводить учащихся от истины, чтобы создать ситуацию борьбы за истину, а это и есть воссоздание процесса познания. Ведь знания только тогда становятся убеждениями, когда они добыты самостоятельно.
В наших примерах обычно выдвигают следующие предположения. В первом примере - это силы, от начальной скорости, от плотности, от массы, от цвета тела. Во втором примере - от массы тела, от плотности, от формы, от расстояния.
Следует отметить, что речь идет о применении компьютера в кабинете физики как технического средства обучения (Т.С.О.) имеется ввиду компьютер подключенный через адаптер к телевизору с большим экраном или к другому проекционному аппарату.
Следующий этап - этап проверки предложений реализуется только компьютерным моделированием, так как на компьютере можно смоделировать изменение любого параметра.
В варианте компьютер как ТСО учитель производит изменение параметров на компьютерной модели. Например, изменяет плотность, при этом другие параметры не изменяются, и датчик ускорения показывает, что ускорение при изменении плотности, не изменяется. Не подтвержденное опытом предположение отбрасывается, и переходим к проверки следующего предположения. В варианте предметного компьютерного класса каждый учащийся самостоятельно проводит компьютерные эксперименты по проверке предложений.
После того как выявлены зависимости в исследуемом явлении (первый пример от силы и массы, во втором от массы и расстояния) переходим к следующему этапу - “как зависит?”.
Данный этап заключается в проведении компьютерного эксперимента по выявлению конкретной зависимости. В примере с исследованием ускоренного движения тел изменяем массу тела и фиксируем данные эксперимента по изменению ускорения. Полученные данные заносим в таблицу и строим график. По таблице и графику учитель предлагает учащимся индуцировать вывод о виде зависимости ускорения от массы также и по параметру сила.
Когда закономерности выявлены объединяем их в закон и далее вводя коэффициент пропорциональности получаем формулу закона.
Таким образом, не просто моделирование данного явления или процесса, а виртуализация физической реальности во всех возможных проявлениях позволяет создать условия для реализации проблемно-поисковой методики.
Конечно это возможно при класс физики”. условии что информационные технологии будут успешно внедряться в школах в виде проектов “компьютер как ТСО” и следующий этап: “предметный компьютерный