МЕТОДИКА РАБОТЫ С «ON-LINE ВИРТУАЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИЕЙ» КОМПАНИИ «ФИЗИКОН»
Кавтрев Александр Федорович
Центр Информационной Культуры (ЦИК), г. Санкт-Петербург
Доклад посвящен «On-line виртуальной лаборатории» компании «ФИЗИКОН» — http://www.college.ru/laboratory/Themes.php3. Лаборатория позволяет пользователю создавать сценарии интерактивных моделей по всем разделам школьной физики, проводить эксперименты и научные исследования. «ФИЗИКОН» готовит к выпуску компакт-диск с лабораторией, на котором будут содержаться несколько сотен интерактивных сценариев и методические материалы.
обсудить на форуме
написать автору
«On-line виртуальная лаборатория», разработанная компанией «ФИЗИКОН» расположена на сайте «Открытый колледж» по адресу: http://www.college.ru/laboratory/Themes.php3. В рамках данной лаборатории учителя и учащиеся могут самостоятельно создавать сценарии интерактивных моделей по следующим разделам физики:
- Механические волны и звук
- Постоянный ток
- Электростатика и магнетизм
- Свет и цвет
- Молекулярно-кинетическая теория
- Сила и движение.
В дальнейшем мы будем называть интерактивные модели, созданные в рамках виртуальной лаборатории, сценариями. Дело в том, что в отличие от апплетов или компьютерных моделей, которые позволяют изменять лишь отдельные параметры опытов, сценарии, созданные в виртуальной лаборатории, предоставляют пользователю более широкие возможности. В рамках созданного сценария можно не только изменять параметры экспериментов, но и добавлять новые объекты или приборы, а также устанавливать новые связи. Рассмотрим это более подробно на примере «On-line звуковой лаборатории».
Звуковая лаборатория особенно интересна тем, что она позволяет не только услышать звучание камертона и различных музыкальных инструментов (барабан, скрипка, флейта, труба, фортепьяно и др.), но и «увидеть» эти звуки. Виртуальные приборы, которыми оснащена лаборатория, позволяют визуализировать форму звуковых сигналов и их спектральный состав. В результате школьники могут провести ряд исследований, найти сходство и отличие в звучании камертона и различных инструментов, что позволит им лучше понять природу звуковых колебаний.
В рамках звуковой лаборатории можно создавать сложные многофункциональные установки, которые позволяют проводить различные исследования. Например, можно собрать установку, которая позволит услышать звук выбранного источника, измерить частоту этого звука и его громкость, увидеть форму звукового сигнала на экране осциллографа и его спектральный состав на экране анализатора спектра. Наверное, можно сразу продемонстрировать учащимся такую установку, но значительно лучше начинать с демонстрации простых, постепенно усложняющихся моделей. В этом случае учащиеся видят вначале простые эксперименты, причем их внимание концентрируется именно на сути экспериментов, а не рассеивается по экрану, «заставленному» приборами. В дальнейшем можно выставлять на рабочий стол новые приборы и постепенно усложнять эксперимент. Опыт показывает, что такая последовательность усложняющихся экспериментов предпочтительнее показа сразу сложной многофункциональной установки.
Кроме анализа звуковых колебаний, данная лаборатория позволяет изучать распространение звуковых волн в различных средах (газы, вода, твердые тела), причем можно наблюдать отражение и интерференцию волн, переход волн из одной среды в другую, а также изучать эффект Допплера.
Как организовать самостоятельную работу учащихся с виртуальной лабораторией? Если на работу учащихся с виртуальной лабораторией отводится 10-15 минут, то лучше предложить им заранее заготовленный сценарий, причем с уже выполненными настройками приборов. Например, учитель может предложить учащимся сравнить звучание, форму сигнала и частотный спектр различных источников звука. Конечно, учащихся следует заранее познакомить с виртуальными приборами лаборатории. Если же учитель предполагает выделить на самостоятельную работу учащихся с лабораторией целый урок, тогда имеет смысл предложить им лишь темы исследований, а необходимые сценарии учащимся будет нужно сделать самостоятельно. Существуют и другие формы работы учащихся с виртуальной лабораторией. Это могут быть задания типа «черный ящик» или задания на поиск и устранение неисправности (в разделе «постоянный ток») или задания на построения в оптической части лаборатории. Учитель может также предложить учащимся заранее заготовленные бланки с иллюстрациями экспериментов и предложить им вопросы, для ответа на которые учащиеся будут должны создать собственные сценарии и провести необходимые эксперименты.
Компания «ФИЗИКОН» планирует выпустить компакт-диск с многофункциональной виртуальной лабораторией. На диске, кроме самой лаборатории, будет содержаться большое количество (несколько сотен) готовых сценариев интерактивных моделей, методики их использования в учебном процессе, задания для учащихся, модели уроков, презентации и другие методические и дидактические материалы.