SMART-технології та комп’ютерне моделювання на уроках фізики
Категорія: Методика та технологія

Фізика – наука експериментальна, і для організації повноцінного навчального процесу необхідно проводити досліди. Але сучасна фізика стала ще й наукою комп'ютерною: фізик-експериментатор використовує комп'ютер як невід'ємну частину дослідницької установки, фізик-теоретик працює з ним для моделюван                ня процесів що вивчаються, та разом вони звертаються до комп'ютерних баз даних. Тому викладання фізики потребує включення комп'ютера в навчальний процес. Використання комп’ютерів в навчальній та позанавчальній діяльності школи виглядає досить природно з точки погляду дитини і є одним з самих ефективних способів підвищення мотивації та особистісної орієнтації її навчання, розвитку творчих здібностей та створення успішного емоційного фону. Кожен урок викликає в учня емоційний підйом, навіть діти з низьким рівнем мотивації до навчання із захопленням працюють з комп'ютером. Комп'ютерний урок збагачує зворотній зв'язок між усіма учасниками педагогічного процесу та взаємодію всіх його компонентів, сприяє диференціації та індивідуалізації навчання, мотивує навчальну діяльність учнів, сприяє розвитку самоосвітньої компетентності, робить навчальний матеріал більш доступним, полегшує рішення багатьох дидактичних задач уроку. Останнім часом лунають питання: "А чи потрібен взагалі комп'ютер на уроках фізики? Чи не замінять комп'ютерні імітації реальні експерименти з навчального процесу? В яких випадках виправдано використання комп'ютерних програм (і яких само) на уроках фізики?" Використання комп'ютера та і взагалі комп'ютерних технологій виправдано в тих випадках, в яких це забезпечує суттєву перевагу над традиційними формами навчання. Одним з таких випадків є використання комп'ютерних моделей та віртуальних лабораторій через впровадження SMART технологій. Комп'ютерні моделі – комп'ютерні програми, які дозволяють імітувати фізичні явища, досліди чи ситуації з використанням ідеальних моделей, які зустрічаються в задачах. Комп'ютерне моделювання дозволяє ілюструвати фізичні експерименти та явища, відтворювати їх тонкі деталі, яки можуть бути непоміченими спостерігачем в реальному експерименті. Використання комп'ютерних моделей та віртуальних лабораторій надає вчителю унікальну можливість візуалізації спрощеної моделі реального явища. При цьому є можливість поетапно додавати до розгляду додаткові факти, які поступово будуть ускладнювати модель та наближувати її до реального фізичного явища. Крім того, комп'ютер дозволяє моделювати ситуації, що неможливо реалізувати в умовах кабінету фізики, наприклад, роботу ядерної установки. Процес комп'ютерного моделювання для учнів є цікавим та пізнавальним, так як результат моделювання завжди цікавий. Створюючи моделі та спостерігаючи їх у дії, учні знайомляться із фізичними явищами, вивчають їх на якісному рівні, а також проводять дослідження. Комп'ютерна лабораторія не може замінити фізичну лабораторію. Але під час виконання комп'ютерних лабораторних дослідів у школярів формуються навички, які стануть у пригоді під час виконання реальних дослідів: вибір умов експериментів, означення параметрів дослідів, проектування візуального результату, вибір оптимального обладнання тощо. Деякі моделі дозволяють одночасно з перебігом експерименту спостерігати побудову відповідних графічних залежностей. Все це перетворює виконання багатьох завдань в мікродослідження, стимулює розвиток творчого мислення учнів, збільшує їх інтерес до предмету. Процес навчання за допомогою віртуальних лабораторій стає більш ефективним, як що додати до нього використання SMART технологій. Технологія SMART допомагає проводити динамічні презентації, показувати документи, сторінки Інтернету або відео на інтерактивному екрані, що відкликається на дотик пальця чи маркера, зробити будь яку модель інтерактивною. Основою ефективності використання технології SMART є набір програмового забезпечення для інтерактивної дошки, яке дає набір різноманітних функцій та інструментів роботи. Функції / інструмент Як використовуються Редактор SMART Notebook Дозволяє створювати   презентації, слайди-кадри, розмір яких відповідає розміру екрану. На цих   кадрах розміщуються малюнки, тексти, інші об'єкти, які можуть змінюватися за   розміром, копіюватися, ставати прозорими, повертатися тощо. Функція повертання   об'єкту Дозволяє вчителю робити   інтерактивними шкали приладів, використовувати об'ємні моделі, змінювати кут   спостереження тощо Функція маркер Дозволяє з'єднувати   окремі частини приладів, роботи інтерактивними досліди, використовувати під   час розв'язання кросвордів, завдань з вибором відповідності тощо. Використання   маркерів різного кольору можливо під час розв'язання задач (різні маркери для   двох учнів). Робити креслення дослідів (особливо з електрики, оптики) та   виконувати лабораторні роботи. Функція ласти Дозволяє прибирати   неправильні розв'язання та відповіді. Функція рух об'єкту Дозволяє легко змінювати   умови задач. Окремі малюнки легко переносяться в різні місця та   розташовуються відповідно до процесу, при цьому все зберігається. Функція кількаразового   клонування За однією умовою для   різноманітних матеріалів та значень фізичних величин можна створювати   завдання для різних варіантів та різного рівня важкості. Функція інтерактивні   об'єкти колекції Дозволяє використовувати   вже готові фізичні об'єкти, які за потребою можна змінювати. Доступні 98   різноманітних малюнків, 26 інтерактивних моделей, 60 файлів та сторінок, що   ілюструють фізичні процеси та явища. Інструмент ножиці Дозволяє створювати   мозаїки, лото, вирізати та зберігати (потім використовувати) елементи моделей   в буфері обміну.   В таблиці перераховані далеко не всі можливості, які надає технологія SMART, але й надані показують, що вони допомагають вчителю зробити урок інтерактивним з великою кількістю наочності та змісту. Таким чином використання комп'ютерних моделей та технології SMART на уроках фізики надає можливість вчителю досягти позитивних результатів: збільшення об'єму зорової інформації, що суттєво підвищує якість та ефективність викладання предмету; можливості SMART залучають учнів до активної діяльності, активізують їхній творчий потенціал; яскравість комп'ютерної графіки дозволяє розвивати наочно-образове мислення; реалізується можливість опрацювання великої кількості інформації; створюються умови для індивідуальної дослідницької роботи с комп'ютерними моделями, в ході якої вони можуть самостійно ставити експерименти, швидко перевіряти свої гіпотези, встановлювати закономірності. З іншого боку описані можливості використання SMART та комп'ютерного моделювання не повинно створювати ілюзію легкості розв'язання педагогічних проблем. Використання таких підходів потребує від педагогів розробки системи завдань, які будуть направлені на формування високого рівня розвитку мисленнєвих операцій: аналізу, синтезу, узагальнення тощо. Робота вчителя при цьому не тільки не спрощується, але й ускладнюється і потребує більш високої кваліфікації. І наскільки педагог готовий к змістовному осмисленню традиційних підходів до викладання, їх дієвому аналізу з урахуванням активного впровадження SMART та комп'ютерного моделювання в навчальний процес та практичної реалізації, настільки ефективними будуть і результати навчання.