Открытый педагогический форум "Новая школа"

ФГОС направлены на повышение качества обучения. Для повышения качества обучения естественно-научных предметов применяются мультимедийные технологии. В последние годы нашло широкое применение интерактивных моделей при обучении физике. В России широкую известность приобрели такие интерактивные программы, как «ЕНКа» или «Живая физика». В зарубежных школах широко применяются интерактивные модели PHET.

Статья включает в себя инструкции по работе с интерактивными моделями PHET, инструкции по проведению лабораторных/самостоятельных работ по физике с 7 по 11 классы любого уровня обучения. Для проведения данных работ необходим компьютер с выходом в интернет. В работе раскрываются вопросы методики и техники проведения лабораторных/самостоятельных работ учащимся любого профиля. Она может быть полезна учителям физики и учащимся при подготовке к единому государственному экзамену по физике для практического понимания теоретических знаний..

В статье перечислены темы интерактивных моделей, которые могут быть использованы в качестве самостоятельных фронтальных или лабораторных работ, в качестве самостоятельных работ на уроке для закрепления изученного материала, и в качестве домашнего задания.

В статье приведен пример возможного использования интерактивной модели «Альфа распад» на уроке физики в 9 классе при изучении темы «Радиоактивность как свидетельство сложного строения атомов. Альфа-, бета- и гамма-излучения. Опыты Резерфорда. Ядерная модель атома». Показаны возможности интерактивной модели «Альфа распад».

Статья позволяет познакомиться с иными интерактивными моделями, разработанными по стандартам Запада, которые можно использовать для улучшения качества Российского образования.

Угринова В.П.

2014-10-20

Журнал: Открытый педагогический форум-2014,

Направление: Естественно-математическое, Модуль: Физика в школе

Статья:

Методика использования интерактивных моделей PHET

Ключевые слова:интерактив, эксперимент, мультимедия.

В.П. Угринова, аспирант кафедры ТиМОФ МПГУ, учитель физики НОУ-гимназии «МЭШ», Москва; verugrin@mail.ru

Показано как использовать интерактивные модели сайта PHET.

Учебные и внеурочные занятия в современной школе не обходятся без использования медиа ресурсов. В Российской школе на уроках физики нашли широкое применение такие интерактивные программы, как «ЕНКа» или «Живая физика». Проведем сравнение этих программ.

Рисунок 1. Применение виртуальной лаборатории “Живая физика”

В лаборатории “Живая физика” любой желающий сможет смоделировать любую задачу при любых условиях. Это поможет подготовиться к проведению натурного эксперимента. В лаборатории “Живая физика” можно смоделировать эксперимент, который в реальных условиях не может быть продемнстрирован.

Если в “Живой физике” вам нужно было прорисовывать все элементы в ручную, то в “ЕНКа” вы пользуетесь уже готовыми шаблонами.

Все желающие могут наглядно изучить химические реакции, их количественные и качественные характеристики, могут провести виртуальные опыты, построить необходимые графики, закрепить теоретические знания, ответив на вопросы.

Главным достоинством виртуальных лабораторий по сравнению с реальным экспериментом является тот факт, что реактивы никогда не закончатся, оборудование не испортиться.

Рисунок 2. Применение лаборатории “ЕНКа” для изучения физических процессов и явлений

В Международных же школах широко распространены интерактивные модели PHET.

Рисунок 3. Интерактивные модели PHET

Данный сайт предлагает огромное количество виртуальных экспериментов по физике, биологии, химии, географии и даже по математике. Любой желающий может построить свою Солнечную Систему, понаблюдать за фотоэффектом, ощутить влияние парникового эффекта, снять показания, построить графики, ответить на вопросы, предложить свой план проведения данного эксперимента.

Разработчики данного сайта сделали возможным процесс обмена опытом между преподавателями, так как по каждой модели вы можете найти и скачать описание экспериментов, которые можно провести с использованием данной модели, а также вы можете посмотреть и скачать инструкцию по работе с данной моделью. При желании любой преподаватель может написать задания к этой модели, а также может поделиться своим педагогическим мастерством, опубликовав свои работы на сайте.

Данные модели можно применять не только на уроках физики, химии, биологии и географии, но также и на уроках естествознания и окружающего мира. Я работаю с данными моделями на уроках физики с 7 по 11 класс.

В качестве домашнего задания для закрепления изученного материала можно предложить рассмотреть следующие модели с сайта: Шарики и статическое электричество; Построить атом; Закон Фарадея; Закон Всемирного тяготения и орбиты; Парниковый эффект; Фотоэффект; Движение под углом к горизонту; Полупроводники; Состояния вещества; Интерференция; Волновое движение.

Рисунок 4. Движение под углом к горизонту.

В качестве лабораторных или фронтальных работ можно использовать следующие модели: Рычаги; Маятник; Архимедова сила; Закон Гука; Закон Ома; Сборка последовательных и параллельных цепей; 3 закон Ньютона; Геометрическая оптика; Закон всемирного тяготения; Закон Ома; Фотоэффект; Движение под углом к горизонту; Движение по наклонной плоскости; Интерференция. Проведение лабораторных работ с использованием данных интерактивных моделей хорошо тем, что в интерактивных моделях заложен выбор материалов, тел и большее количество экспериментов, проводимых с этими телами при определенных условиях. И, конечно же, оборудование не сломается и ингредиентов не станет меньше.

Рисунок 5. Закон Гука.

Предлагаю рассмотреть вариант возможного применения интерактивной модели «Альфа распад» на уроке физики в 9 классе при изучении темы «Радиоактивность как свидетельство сложного строения атомов. Альфа-, бета- и гамма-излучения. Опыты Резерфорда. Ядерная модель атома». Предлагаю использовать данную интерактивную модель на этапе объяснения нового материала в качестве наглядного материала по изучению альфа распада. Учащиеся могут понаблюдать за распадом ядра Полония – 211, могут увидеть частицы, которые излучает ядро, могут проследить процесс превращения Полония в Свинец, могут засечь время, за которое Полоний успеет превратиться в Свинец.

Интерактивная модель «Альфа распад» поможет наглядно разобраться в процессе альфа распада, тем более интерактивная модель не радиоактивна. Так же можно показать учащимся процесс «Бета распада». Учитель может на экране продемонстрировать работу данных интерактивных моделей или может позволить учащимся самим разобраться с процессами, происходящими при альфа и бета распадах.

Рисунок 6. Альфа распад.

Некоторые интерактивные модели можно использовать в качестве самостоятельных работ на самом уроке, например: Сборка электрических цепей; Рычаги; Сборка атома; 3 закон Ньютона; Построение изображения в линзе; Закон всемирного тяготения; Закон Ома; Фотоэффект; Движение под углом к горизонту.

Для развития экспериментальных и исследовательских навыков виртуальный компьютерный эксперимент также важен и необходим, как и реальный эксперимент. В программе Международного бакалавриата широко используется виртуальный эксперимент на примере виртуальных моделей PHET.

Список литературы:

Middle Years Programme Sciences guide. International Baccalaureate Peterson House, Malthouse Avenue, Cardiff Gate Cardiff, Wales GB CF23 8GL United Kingdom: International Baccalaureate Organization, 2010. Website: http://www.ibo.org
Diploma Programme Physics—guide. International Baccalaureate Peterson House, Malthouse Avenue, Cardiff Gate Cardiff, Wales GB CF23 8GL United Kingdom: International Baccalaureate Organization, 2007. Website: http://www.ibo.org
Н.С.Пурышева, О.А.Крысанова, Н.В.Ромашкина. Новое в деятельности учителя: готовимся к внедрению стандартов второго поколения //Физика в школе. -2012. -№1. –С. 27-35.
Виртуальная лаборатория «Живая физика». Сайт: http://www.int-edu.ru Дата обращения: 02.05.2014
Виртуальная лаборатория «ЕНКа». Сайт: http://www.int-edu.ru Дата обращения: 02.05.2014
Интерактивные модели PHET. Сайт: phet.colorado.edu Дата обращения: 02.05.2014

Приложения