Жук Ю. О. Використання засобів нових інформаційних технологій для графічного репрезентування фізичних процесів при викладанні фізики у середній школі // Нові


Скачати 55.84 Kb.
НазваЖук Ю. О. Використання засобів нових інформаційних технологій для графічного репрезентування фізичних процесів при викладанні фізики у середній школі // Нові
Дата27.03.2013
Розмір55.84 Kb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Інформатика > Документи

Жук Ю.О. Використання засобів нових інформаційних технологій для графічного репрезентування фізичних процесів при викладанні фізики у середній школі // Нові технології навчання: Наук.- метод. зб. - Київ,1997.- Вип. 21. - С133-136.




Використання засобів нових інформаційних технологій для графічного репрезентування
У практиці шкільного курсу фізики, зокрема у процесі прове­дення фізичного експерименту, широко використовуються методи вивчення деяких параметрів фізичних процесів із застосуванням таких приладів, як, наприклад, осцилограф та осцилоскоп. Ці прилади надають можливість вимірювати параметри та спостері­гати функціональні залежності між параметрами досліджуваного процесу, тобто перетворюють "сховану" від безпосереднього спостереження інформацію у напрямку її візуалізації. При цьому оптична інформація, що подається у вигляді графічного образу та спостерігається учнем на екрані осцилоскопа (екранний образ, екранна подія), створюється як результат специфічних перетво­рень параметрів, що досліджуються, використанням внутрішніх властивостей приладу.

Свідоме відношення спостерігача до екранної події залежить від його можливості розкодувати подану оптичну інформацію. Саме питання інтерпретації графічного образу, вміння вилучити з нього корисну інформацію та включити її у подальшу навчальну діяльність є найбільш важливим питанням використання графіч­ної репрезентації фізичних процесів у процесі навчання.

У випадку використання апаратних засобів, основна дія яких полягає у перетворенні параметрів процесу в напрямку візуалізації, екранний образ визначається саме фізичним процесом, але залежить від способу обробки приладом параметрів цього процесу (наприклад, осцилограф, спектрограф і характеріограф при визна­ченні одного й того самого коливального процесу створюють різні екранні образи). Аналіз екранного образу, тобто його трактування, ототожнення з об'єктом спостереження залежить від розуміння суб'єктом спостереження методики експерименту.

При використанні засобів нових інформаційних технологій (НІТ) графічне репрезентування функціональної залежності між параметрами досліджуваного фізичного процесу відтворюється на екрані ПЕОМ і сприймається суб'єктом навчання як екранна по­дія. Але у цьому разі екранний образ завжди відповідає функції, що задана математичним виразом, і тому є ідеалізованим відображенням властивостей і відношень конкретних, сприйнятих по­чуттєво та різноякісних явищ дійсності (у даному випадку фізич­них процесів). Як будь-який математичний об'єкт, функція, що управляє екранним образом, створюється (конструюється) в ре­зультаті складного багатоступеневого абстрагування та ідеалізації, її властивості вивчаються більше методами математики, аніж фізики.

Крім того, у процесі використання інформації, яку несе у собі графічний образ, відтворений на екрані ПЕОМ, тобто у процесі опрацювання навчальної інформації у діалоговому режимі із засобом НІТ, учень оперує не безпосередньо екранним образом (як візуалізацією математичної моделі, що описує фізичний процес), але управляє деяким середовищем, яке штучно побудовано відпо­відним програмним засобом. При цьому процес навчання прохо­дить у контексті безпосередньої діяльності, результати якої відоб­ражуються на екрані комп'ютера, але обмежені програмними й апаратними засобами, що використовуються.

У процесі аналізу екранного образу для суб'єкта чуттєво сприймається не сам фізичний процес, а графічне відображення математичного (формального, абстрактного, ідеалізованого) обра­зу, що описує взаємозалежності параметрів даного процесу. На перший погляд така опосередкованість вивчення фізичних проце­сів уявляється складною, може утруднювати розуміння сутності фізичного явища. Проте у функції, як науці в основі своїй експериментальній, перехід від чуттєвого сприйняття фізичного процесу (наприклад, спостерігання за ходом фізичного процесу, експериментом) до чисельного виразу результатів спостережень (наприклад, побудови таблиць вимірювань) і далі до графічного виразу чисельних залежностей (побудова графіків) є процесом загальноприйнятим, поширеним у практиці наукового досліджен­ня та результативним у гносеологічному плані. Саме на підставі графічного образу результатів експерименту зроблені суспільнозначущі відкриття, визначені аналітичні форми функціональних залежностей параметрів багатьох фізичних процесів. Більшість фізичних законів, що вивчаються у курсі фізики середньої школи отримали своє формальне відображення саме як емпіричні формули (наприклад, закони ідеальних газів, закони постійного струму, закон гравітації, закон Кулона і т. ін.).

У випадку використання засобів НІТ екранний образ визна­чається математичним виразом і залежить від способу його мате­матичної обробки програмою, що вкладена у комп'ютер. Суттєва відміна розглядуваних методів вивчення фізичних процесів полягає у тому, що осцилографування належить до експериментальних мето­дів, а використання засобів НІТ — до методів математичного моде­лювання. Це не взаємовиключні, а взаємодоповняльні методи вивчення фізичної реальності як у методичному, так і в методоло­гічному плані. Можливість вивчення одного і того самого фізичного Процесу різними методами (способами, засобами) розширюють знання учнів про методи дослідження природних явищ.

Екранний образ, що створюється на екрані комп'ютера при використанні засобів НІТ, завжди вторинний у тому розумінні, що математична модель фізичного явища, на підставі якого будується цей образ, має бути відома заздалегідь (за виключенням випадків математичного опрацювання експериментальних даних). Попередня визначеність математичної моделі (вигляду, форми функціональної залежності) визначає дедуктивний підхід до побу­дови навчального процесу при використанні засобів НІТ. Але це не можна вважати як недолік використання цих засобів, тому що метод математичного моделювання є одним з поширених у науці методом фізичної реальності, має свої переваги і тому знаходить своє місце у навчальному процесі поряд з індуктивним підходом, що реалізується використанням вимірювальних засобів у натур­ному експерименті.

Якщо осцилографування, наприклад, ізотермічного процесу є принципово можливим, але досить складним в умовах шкільного кабінету фізики, тс представлення цього процесу у вигляді екран­ного образу завдяки вже відомій математичній моделі цього процесу безпосередньо доступно учню, якай використовує можли­вості інформаційних технологій. Таким чином, використання засобів НІТ поширює множину фізичних явищ, що можуть бути досліджені безпосередньо на уроці без залучення громіздкого експериментального обладнання.

Зміна екранного образу при осцилографуванні залежить від зміни реальних параметрів процесу, що вивчається. Зміна екран­ного образу при використанні засобу НІТ залежить від зміни параметрів математичної моделі. Можливість дослідження зміни характеру протікання фізичного процесу залежно від зміни пара­метрів математичної моделі надає можливості більш детально вивчати фізичний процес (у заданих областях визначення даної функції). Набір чисельних методів обробки, притаманних обчис­лювальній техніці, на базі якої побудова» засоби НІТ, надають, у свою чергу, можливості математичної обробки математичної моделі, що використовується.

Сучасні вимірювальні пристрої, побудовані на базі мікропроцесорної техніки, надають можливості провести математичну! обробку результатів експерименту безпосередньо в процесі експе­рименту. Використання інформаційних технологій у даному випадку є опосередкованою діяльністю, рознесеною у часі: формальний вираз фізичної теорії у вигляді математичної функції, отриманої як теоретичне узагальнення результатів експеримен­тальної діяльності, що проведена поза межами навчального проце­су, підлягає математичному опрацюванню безпосередньо у ході навчального процесу. Учень бере співучасть у дослідницькій діяль­ності не на етапі натурного експерименту, а на етапі обробки результатів експерименту. Саме для етапу обробки результатів експерименту характерна необхідність аналізу результатів, їх розу­міння, трактування.

Використання засобів НІТ надають можливості учню у широ­ких межах модифікувати "екранний" експеримент (змінюючи параметри математичної моделі), встановлювати числові значення меж використання тієї чи іншої математичної моделі та, відпо­відно, фізичного явища, що досліджується. Усе це допомагає глибше зрозуміти фізичний процес, його протікання за різних умов, за різних значень вихідних параметрів і т. ін.




Схожі:

Особливості використання засобів нових інформаційних технологій у...
Жук Ю. О. Особливості використання засобів нових інформаційних технологій у навчально-виховному процесі професійно-технічного закладу...
ВИКОРИСТАННЯ НОВІТНІХ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ НА УРОКАХ ФІЗИКИ
Для гармонійного поєднання останніх досягнень інформаційних технологій та шкільного курсу вивчення фізики постає проблема створення...
РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ДОСЛІДНИЦЬКИХ ЗАДАЧ З ФІЗИКИ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ НОВИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
Ю. О. Жук. Розв'язування дослідницьких задач з фізики із застосуванням нових інформаційних технологій // Проблеми освіти: Наук метод...
МЕТОДИКА ВИКОРИСТАННЯ ЕЛЕКТРОННИХ ЗАСОБІВ НАВЧАЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ...
МЕТОДИКА ВИКОРИСТАННЯ ЕЛЕКТРОННИХ ЗАСОБІВ НАВЧАЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ ПРИ ВИКЛАДАННІ ФІЗИКИ
Використання презентацій при вивченні фізики у середній школі
Канівська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів №4 Канівської міської ради Черкаської області
Роль інформаційно-комунікаційних технологій у викладанні фізики
Використання персональних компютерів та програмно-методичних комплексів сприяло появі нового, дуже цікавого способу співпраці між...
Жук Ю. О. Використання засобiв нових iнформацiйних технологiй у навчальнiй...

: 004. 9 Дунаєвська Н. В. Використання інформаційно-комунікаційних...
Постановка проблеми. Характерним для майбутнього суспільства є широке використання інформаційних і комунікаційних технологій (ІКТ),...
«Використання інтерактивних технологій у викладанні історії»
Розділ Науково-теоретичний аналіз проблеми розвитку сучасних технологій навчання у викладанні історії
Мета і задачі виробничої практики
Використовувати та поглиблювати знання х фізики, методики викладання фізики в середній загальноосвітній школі, педагогіки та психології...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка