Применение интерактивных моделей на уроках физики

Применение интерактивных учебных моделей по физике

Рыжих Татьяна Маратовна

Преподаватель физики

Филиал КГБ ПУ

« Уссурийский агропромышленный колледж»

в Ханкайском районе

В современных условиях с учётом широкого развития информационно компьютерных технологий появляется необходимость овладения педагогом  ИКТ - компетенций.

Учебная информация, представленная в цифровом виде, повышает интерес студентов к обучению, расширяет его кругозор, повышает качество обучения. Цифровые образовательные ресурсы расширяют возможности современного урока, повышают его эффективность, облегчают осуществление обратной связи между преподавателем и обучающимися.

Поэтому цифровые образовательные ресурсы использую на различных этапах урока: при объяснении нового материала, на этапе актуализации знаний, этапе закрепления и совершенствования знаний, на этапе контроля и оценки знаний умений и навыков студентов.

Цифровые образовательные ресурсы помогают мне продемонстрировать физическое явление в динамике. Интерактивные модели, виртуальные лабораторные работы стимулируют познавательные интересы обучающихся, помогают студентам качественнее понять физический закон или процесс.

Цель применения цифровых образовательных ресурсов – расширение умственных способностей студентов в информационном обществе, а так же повышение качества обучения на всех ступеньках образовательной системы.

Задачи использования ЦОР состоят в следующем:

в повышении эффективности обучения,

в индивидуализации обучения;

в организации новых форм взаимодействия в процессе обучения;

в совершенствование управления учебным процессом.

Физический эксперимент является основной частью содержания курса физики. Эксперимент - это источник знаний. С помощью эксперимента подтверждаются теоретические выводы и теоретический анализ изучаемого физического явления.

Интерактивные модели с сайта: 

https://phet.colorado

характеризуются наглядностью, достоверностью, эстетичностью, убедительностью. В курсе физики демонстрация эксперимента является неотъемлемой частью урока. Не всегда изучаемое явление можно продемонстрировать на уроке. Интерактивная модель эксперимента помогает учителю разъяснить физический процесс. Иногда дополняю натуральный эксперимент компьютерной моделью для более подробного пояснения физических процессов или явлений.

Например, применяю интерактивную модель «faradays-law_en» с сайта https://phet.colorado при изучении явления электромагнитной индукции.

Рис 1 Закон Фарадея1

Натуральная демонстрация не позволяет увидеть линии магнитной индукции и изменение магнитного потока, пронизывающего данный контур. А именно эти характеристики и разъясняют суть электромагнитной индукции. Графическое представление линий магнитной индукции при движении магнита в ходе эксперимента повышает наглядность и разъясняет закон электромагнитной индукции. Студенты запоминают, что индукционный ток возникает только при изменении магнитного потока. Они визуально наблюдают за направлением индукционного тока при различном расположении полюсов магнита относительно катушки. С помощью данной модели можно пронаблюдать, что величина индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока.

Не всегда необходимые для изучения характеристики и признаки физического явления, процесса или объекта, можно осмыслить при постановке реального эксперимента. Компьютерная модель позволяет объяснить важные детали физического закона или явления. Например, реальный эксперимент по изучению зависимости электроёмкости конденсатора от его геометрических размеров связан со сложностью обработки результатов эксперимента.

Объяснить данную зависимость мне помогает модель « Лаборатория конденсаторов» с сайта https://phet.colorado

Рис 2 « Лаборатория конденсаторов»2

С помощью данной модели можно объяснить:

-взаимосвязь между напряжением, зарядом, накопленной энергией и электроёмкостью;

-как изменяется электроёмкость конденсатора при изменении площади пластин, расстояния между пластинами и значением диэлектрической проницаемости диэлектрика между пластинами конденсатора.

Методическое значение этой модели заключается в том, что преподаватель может задавать и менять  физические параметры непосредственно в ходе демонстрации.

Интерактивная модель с помощью, которой одновременно наблюдают эксперимент и графические результаты опыта, повышают наглядность, облегчают запоминание результатов интерактивного опыта.

В этой модели можно повторять эксперимент при разных начальных условиях или при условиях, меняющихся в ходе эксперимента.

Виртуальный лабораторный эксперимент важен не только в очном обучении, но при дистанционном обучении. Например, лабораторную работу « Изучение изображений в собирающей линзе. Определение фокусного расстояния собирающей линзы» можно выполнить дистанционно. Студенты работают с моделью: geometric-optics_en.html на сайте https://phet.colorado.edu/sims/geometric-optics/geometric-optics_en.html

Инструкция для работы с моделью

Задание 1. Откройте модель. Выберите позицию Principal rays. При помощи линзы получите изображение карандаша на экране рис. 3

Задание 2. Последовательно располагайте карандаш на различных расстояниях d от линзы:

1) d<F; 2) F< d < 2F; 3) d > 2F.

Каждый раз наблюдайте полученное на экране изображение карандаша.

Задание 3. Постройте изображение карандаша в трёх случаях и запишите, каким будет изображение в каждом из указанных случаев.

Рис.33

Задание 4. Определение фокусного расстояния собирающей линзы.

- Нажмите кнопку Ruler (линейку). Выберите положение карандаша: F< d < 2F

- Запишите, как обозначаются:

расстояние от линзы до экрана;

расстояние от изображения до линзы;

фокусное расстояние.

Для определения фокусного расстояния собирающей линзы воспользуемся формулой тоникой линзы: = + .

Зная расстояния от линзы до предмета и от изображения до экрана, можно определить фокусное расстояние линзы, изображённой на экране.

Преобразуем формулу = + . Находим общий знаменатель и дополнительные множители над первой и второй дробью.

= . Тогда F=

- Определите фокусное расстояние и оптическую силу линзы. Для этого необходимо измерить расстояния и линейкой.

- Сделайте вывод о проделанной работе.

Вывод: Интерактивные модели обеспечивают ясное понимание физического явления или закона, способствуют лёгкому запоминанию и усвоению изучаемого материала. Интерактивные модели обеспечивают кратковременность демонстрационных опытов и их эффективность. Современные информационные технологии позволяют визуализировать физические процессы, осуществлять проверку физического закона.

Литература

Дмитриева В. Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. М.: Издательский центр «Академия» 2017.- 448. с.

Федеральное агентство по образованию «Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский педагогический государственный университет». Кафедра Теории и методики обучения физике. Учебно – методический комплект модуля: «Использование современных информационных и коммуникативных технологий в учебном процессе по физике». http://school-collection.edu.ru/

Электронные образовательные ресурсы: https://phet.colorado