Мінкін А.В., Ісрафілова А.Р. Використання Flash технологій на уроках фізики для вирішення складних завдань

УДК 37.026.7

Мінкін Олександр Владіміровіч1, Ісрафілова Альбіна Рустамовна2
1Казанскій (Приволзький) федеральний університет, Елабужский філія, кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри інформатики і дискретної математики
2Казанскій (Приволзький) федеральний університет, Елабужский філія, студент 5 курсу, фізико-математичний факультет

анотація
Стаття присвячена питанню використання Flash технологій на уроках фізики для вирішення складних завдань.Показано перевагу використання віртуальних моделей і на прикладі організації виконання фронтальної віртуальної лабораторної роботи по визначенню атмосферного тиску.

Ключові слова: віртуальний експеримент , завдання , комп'ютерне моделювання

Minkin Alexander Vladimirovich1, Israfilova Albina Rustamovna2
1Kazan (Volga Region) Federal University, Elabuga branch, PhD in physical and mathematical Science, Assistant Professor of the computer science and discrete mathematics
2Kazan (Volga Region) Federal University, Elabuga branch, 5th year student of physics and mathematics

Abstract
The article is devoted to the use of

Flash technology in the classroom physics to solve complex problems . Shown advantage of use of virtual models by example organization of performance of the front virtual laboratory works on determination of atmospheric pressure .

Keywords: computer simulation , tasks , virtual experiment

Рубрика: 13.00.00 ПЕДАГОГІЧНІ НАУКИ

Бібліографічна посилання на цю статтю:
Мінкін А.В., Ісрафілова А.Р. Використання Flash технологій на уроках фізики для вирішення складних завдань // Сучасні наукові дослідження та інновації. 2014. № 1 [Електронний ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/01/30628 (дата звернення: 25.03.2019).

На уроках фізики важливе місце займає демонстраційний фізичний експеримент і лабораторні роботи. Лабораторні роботи з фізики формують у учнів практичні вміння і навички. На лабораторних заняттях учні, при роботі з фізичними приладами і установками, пізнають закономірності фізичних процесів і явищ. Фізичний експеримент допомагає більш повно представити фізичне явище [1]. Велика кількість демонстрацій і експериментів на уроках фізики вимагає і досить велика кількість лабораторного обладнання. Таким чином, для організації повноцінного уроку з фізики потрібно досить багато часу і зусиль з боку вчителя. Однак існує ряд фізичних процесів і явищ, коли традиційні методи отримання навчальної інформації або неефективні, або неможливі (наприклад, при вивченні атомної фізики), і тоді нам на допомогу приходять комп'ютерні віртуальні лабораторні роботи. У цьому випадку використання учнями комп'ютера на уроці фізики, з одного боку дозволяє їм використовувати свої навички і вміння роботи з комп'ютером для вивчення фізичних об'єктів і явищ, підвищуючи інтерес до предмету, з іншого боку, комп'ютер стає для них джерелом отримання нової інформації, сприяючи поглибленому розумінню навчального матеріалу [2]. Реалізовані таким чином фізичні експерименти вимагають лише наявності комп'ютера в кабінеті фізики. Але, як відзначають багато авторів, для гармонійного виховання учнів в сучасному кабінеті фізики слід використовувати, як натурний, так і віртуальний фізичний експеримент [3]. Оскільки нас цікавить використання віртуальних Flash-моделей, то розглянемо їх переваги та можливості. Серед великого числа переваг віртуальних лабораторних робіт [4], виділимо найбільш значимі:

існує можливість організації індивідуальної роботи учнів;
скорочується час на перевірку роботи учня;
можливість демонстрації таких експериментів, які неможливо проводити використовуючи традиційне шкільне обладнання (ефект надпровідності, будова ядра атома, і т.д.);
можливість організації дистанційних форм навчання [5] і т.д.

Розглянемо використання Flash-технології на прикладі організації фронтальної віртуальної лабораторної роботи по визначенню атмосферного тиску і перевірки виконання закону Бойля - Маріотта. У вихідній постановці завдання перед учнями представлена віртуальна модель (див. Рисунок 1, а). На столі розташовуються два штатива в лапках яких знаходяться дві скляні трубки, з'єднані між собою знизу гумовою трубкою. Верхні кінці обох трубок розташовуються на одному рівні. В судинах налита вода, яка також знаходиться на одному рівні в обох трубках. Для визначення атмосферного тиску учні можуть згадати знаменитий досвід Торрічеллі. Для проведення аналогічного досвіду нам знадобитися стовп води висотою близько 10 м. Однак в нашому випадку віртуальний експеримент хоч і здійснимо, але все ж постараємося направити думку учнів на можливе вирішення питання в здійсненні ізотермічного процесу розширення певної маси повітря, укладеної в скляній трубці між поверхнею води і гумовою пробкою. При цьому спочатку, без гумової пробки на кінці, тиск повітря в лівому посудині дорівнює атмосферному тиску. У процесі бесіди може намітитися наступний план проведення віртуального експерименту. При відкритих кінцях скляних трубок вони поводяться, як сполучені посудини (рисунок 1, б). Після того, як ми закриємо пробкою отвір лівої трубки, то при відпуску правої трубки, за допомогою клавіші «вниз» тиск в лівій трубці почне зменшуватися на Δ p = ρg h, де h - різниця рівнів води в лівій і правій трубці. Саме ця різниця візуально відзначається на моделі (рисунок 1, в) і саме її вимірюємо за допомогою лінійки, яка може спокійно переміщатися мишкою по всій області екрану. Легко отримати формулу, по якій можна визначити значення атмосферного тиску. Цю можливість виведення формули слід надати учням для самостійного рішення, а ми наведемо лише кінцевий результат

p = ρg h (l - Δ l) / Δ l,

де l - початкова довжина стовпа повітря в лівій трубці, а Δ l - зміна довжини стовпа повітря в ній.

а)

б)

в)

Малюнок 1. Віртуальна модель для визначення атмосферного тиску: а) загальний вигляд установки; б) вид установки демонструє принцип сполучених посудин; в) робочий вид установки із закритою лівої трубкою.

Для перевірки правильності виконання віртуальної лабораторної роботи пропонується ввести значення атмосферного тиску, отримане в ході віртуального експерименту в спеціальне поле для перевірки, розташоване внизу моделі, там же пропонується знайти ще одне значення тиску при деякому іншому значенні висоти стовпа повітря в лівій трубці, яке остаточно може встановити справедливість отриманої формули для визначення тиску. Треба зауважити, що друге поле перевірки введено не випадково, оскільки значення нормального атмосферного тиску учні можуть знати і тому не виводячи формули й не обчислюючи його отримають відповідь - «правильно» (див. Рисунок 1, в), але от друге поле перевірки неодмінно має сприяти тому, щоб учні знайшли аналітичний вид формули і визначили тиск, адже вгадати його не просто.

Таким чином при фронтальному проведенні віртуальної лабораторної роботи здійснюється активізація творчої діяльності учнів проблемної постановкою експериментального завдання, організовується колективний пошук вирішення поставленого завдання в поєднанні з індивідуальних підходом до учнів при виконанні завдання. Завдяки цьому самостійність і творча активність виховується і розвивається при фронтальному виконанні віртуального фізичного експерименту.

бібліографічний список

Пігаліцин Л.В. Шкільний комп'ютерний фізичний експеримент. Дзержинськ: Схід-Захід, 2009. 262 с.
Кавтрев А.Ф. Урок фізики з використанням інтернет-технологій. Комп'ютерна лабораторна робота в режимі on-line // Комп'ютерні інструменти в освіті. - СПб .: Изд-во ЦПО "Інформатизація освіти", 2005, №6, С. 45-50.
Гуріна Р.В. Дослідницькі лабораторні роботи з використанням комп'ютера // Фізика в школі, 2011, №1, С. 43-46.
Шахрзод К. Використання інформаційних технологій на уроках фізики // Вісник Таджицького національного університету. Душанбе, 2012 №3, Серія 3 гум. науки, С.233-236
Віртуальні лабораторні роботи. 7-9 класи: програма Видавець «Новий диск». [Електронний ресурс] URL: звернення: 01.01.2014).

Кількість переглядів публікації: Please wait

Всі статті автора «Мінкін Олександр Володимирович»