Виртуальные или реальные лабораторные работы

Виртуальные или реальные лабораторные работы по физике

в учебных заведениях среднего образования

Физика – наука, изучающая наиболее общие и фундаментальные закономерности природы и окружающего мира, рассматриваемая как теоретическая и экспериментальная. Однако теоретическая физика, ее основные разделы, опираются на соответствующие фундаментальные опыты. Значит и нельзя забывать об экспериментальной составляющей изучения физики как науки в учебном заведении, позволяющей в весьма доступной и наглядной форме помочь учащемуся установить связь между реальными явлениями, закономерностями природы, изученными во время занятий.

В настоящее время ни один современный человек не мыслит своей жизни без персонального компьютера. И данный помощник прочно укоренился в жизни преподавателя. Поэтому с внедрением информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе использование мультимедийных средств обучения стало актуальным не только на теоретических занятиях, но и на лабораторных занятиях по физике, в виде виртуальных лабораторных работ. Но можно ли дать однозначный ответ на вопрос: что лучше, наблюдать и работать с реальным физическим объектом или экранной моделью? Однозначного ответа быть не может. У любой технологии проведения лабораторной работы есть свои достоинства и недостатки, необходимы определенные условия проведения и т.д.

С чего же начать? Что выбрать? С одной стороны немногие физические учебные лаборатории могут похвастаться широким набором приборов для проведения фронтальных лабораторных работ по физике: отсутствие необходимого оборудования, недостаточное количество, не подходит для проведения вновь внедренных в программу изучения дисциплины работ и т.д. С другой стороны, не всегда кабинет физики оснащен персональными компьютерами для проведения виртуальной лабораторной работы с учетом индивидуального подхода, и проводить виртуальный эксперимент приходится через экранный проектор.

Одной из отличительных особенностей традиционного эксперимента является изучение некоторых физических объектов и явлений, наблюдение за которыми занимает большой временной промежуток в реальной жизни. И чтобы понаблюдать то или иное физическое чудо за отведенное учебное время стало использоваться компьютерное лабораторное моделирование.

Виртуальный эксперимент, имеющий хорошую динамическую графику и звуковое сопровождение, является единственным средством для изучения некоторых физических объектов и явлений микромира. Изучение макромира и его моделей с выбранными различными начальными параметрами, отраженными в графическом автоматизированном описание, позволяет проанализировать и проверить правильность гипотез, закономерностей физического объекта (явления, процесса) ученику за незначительный промежуток времени, не затрачивая на расчеты много времени.

Возможно ли показать обучающемуся разницу между движениями тела, движущегося с трением и без трения, используя реальный эксперимент? Показать истинность нахождения ускорения свободного падения не только на Земле, но и любой планете? Реализация подобных опытов весьма затруднительна на учебных занятиях с реальным оборудованием.

Нельзя забывать, что погрешность компьютерных экспериментов значительно меньше, чем погрешность реальных экспериментальных установок.

Виртуальная лабораторная работа позволяет обучающемуся, пропустившему некоторые темы, восполнить пробелы не зависимо от присутствия преподавателя на рабочем месте, выполнить ее в тот момент времени, когда проходят ее в учебном заведении, но находясь при этом на домашнем обучении. Данный вид лабораторных работ позволяет ученику самостоятельно рассмотреть те физические закономерности, явления и объекты, которые отнесены к категории «для самостоятельного изучения». Также самостоятельный домашний виртуальный эксперимент является подспорьем при изучении теоретического материала на учебном занятии.

К достоинствам виртуальной лабораторной работы по физике относится и повышение уровня безопасности: в него можно легко и безопасно вмешиваться, его можно проверить и прервать в любой момент, без страха изменять любые параметры.

Однако не каждый виртуальный эксперимент, предлагаемый программной индустрией, в полном объеме позволяет учащемуся овладеть следующими умениями: проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели, применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ, оценивать достоверность естественно-научной информации. Данные умения охватывает традиционный эксперимент, главным достоинством которого является развитие практических навыков: использование измерительных инструментов, способов их подключения, измерения физических величин, методика проведения опытов. Все то, результатом чего являются сформированные практические умения и навыки, необходимые будущему специалисту в его деятельности.

В результате всего выше перечисленного, на учебных занятиях по физике целесообразно сочетать использование реальной лабораторной работы с компьютерной моделью, но начинать работу учащегося с ознакомлением физического мира на основе опыта необходимо все-таки с традиционного эксперимента, заложив базу практического использования в сознание обучающихся перед применением виртуальной лаборатории.