Лабораторный компьютерный практикум по кинематике

Современный компьютер является одним из техническим средств, которые позволяют реализовать деятельностный подход к учебному процессу во всех его звеньях: потребность, мотивы, цель, условия, средства, действия, операция. Будучи в состоянии принять на себя роль активного партнера, компьютер стимулирует активность учащегося. 

Свойства универсальности и программируемости компьютера позволяют реализовать дифференцированный подход к процессу обучения, а также сократить затраты на натурные эксперименты и лабораторные работы [1].

В докладе обсуждается лабораторный компьютерный практикум по разделу курса физики «Кинематика прямолинейного движения» (ЛКП), включающий в себя 13 заданий: 6 заданий по равномерному прямолинейному движению и 7 по равнопеременному прямолинейному движению. Виртуально прямолинейное движение можно моделировать на экране дисплея шариком, движущимся вдоль оси координат. При движении, шарик «капает» на числовую ось через равные промежутки времени dt. Поскольку прямолинейное движение подразделяется на равномерное и неравномерное, то в первой серии заданий ученик исследует характер движения шарика. Для этого в программе предусмотрены следующие возможности:

а) неограниченное число повторений компьютерного эксперимента;
б) изменение интервала времени dt между падениями капель. Выполняя задания, учащийся должен не только определить характер движения (равномерное, неравномерное), но и вычислить скорость движения, построить график зависимости координаты и скорости от времени. Во второй серии заданий испытуемый проводит исследование равнопеременного движения: находит ускорение, конечную скорость, строит графики зависимости пути и скорости от времени.

Для создания открытого диалога ученика с ЛКП организуется общение с компьютером через графические образы. При этом задания содержат две части:

1) вербальная в ней формулируются условия задач, выдаются текущие сообщения о ходе выполнения заданий и т. п.;
2) невербальная (графическая, образная) – в ней в результате работы компьютерных моделей происходят некоторые события, процессы или явления.

При выполнении заданий деятельность испытуемого может быть как «пассивной» (ученик должен проанализировать наблюдаемое явление и давать ответы), так и «активной». Во втором случае ученик должен провести исследование явления и сделать самостоятельные выводы (другими словами, он должен сконструировать ответ).
Индивидуальный характер работы учеников над ЛКП обеспечивается случайным заданием начальных условий. Графики зависимостей ученик строит, используя графический компьютерный манипулятор. В ходе выполнения заданий компьютер ведет протокол выполнения задания [2].
Основные типы заданий ЛКП:

1) определение характера движения тела по расположению капель на числовой оси. (равномерное, равнопеременное прямолинейное движение);
2) определение физических величин по расположению капель на числовой оси (скорость, ускорение);
3) построение графиков зависимости V(t), S(t), a(t) по расположению капель;
4) описание относительного движения.

Практикум сделан под операционную систему Windows и выполнен на языке программирования Visual Basic 6.0.
Данная разработка прошла апробацию в общеобразовательной школе № 15, г. Красноярска в 1999 году.

Литература