Рейтинг@Mail.ru

ПРИМЕР РАЗРАБОТКИ ИНТЕРАКТИВНОЙ СИСТЕМЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ

Кузько А.Е., Лазарев А.Н.

Курский государственный технический университет

задать вопрос автору

В статье описывается разработанная в среде программирования Borland® Delphi 7TM диалоговая программа решения задач по физике из сборника А.Г.Чертов, А.А. Воробьев «Задачник по физике», М. 2003.

В настоящее время разрабатывается много обучающих программных продуктов.[3,5] Наша программа также является одним из таких средств интерактивного обучения студентов. Главной трудностью большинства студентов при изучении физики была и остается умение решать задачи. Получить некоторую уверенность в том, что ты знаешь физику, можно только после решения первой «тысячи» задач. Однако учебное время ограничено, и преподаватель не может уделять достаточное внимание каждому студенту в принятой форме проведения практических занятий. Эти причины побудили нас к разработке компьютерной системы решения задач. Разработанная система позволяет студенту в диалоговом режиме решения задачи получать поэтапные подсказки, а затем и решение полностью. Система адаптирована к утвержденной учебной программе, имеет обширную базу задач и является открытой для дополнения и совершенствования. Индивидуализация процесса обучения в нашем университете сейчас особенно актуальна. Для студентов с хорошей базовой школьной подготовкой она позволяет избавиться от груза "усреднения", а для части коммерческих студентов, с низким уровнем школьных знаний, она позволяет преодолеть психологический барьер неадекватности своих возможностей уровню требований.

Программа состоит из двух частей: решения задач и редактора, позволяющего корректировать и дополнять содержание системы. На первом шаге своей работы с программой студент должен зарегистрироваться. Если студент уже зарегистрирован, то, введя свой пароль, он может сразу начать работу с программой.

Далее появляется окно выбора раздела. Студент может выбрать один из трех режимов: «на время», «случайные задачи» и «тренировка».

При решении задачи обучающийся может пользоваться калькулятором, быстрый доступ к которому можно получить с помощью кнопки, находящейся на панели справа.

Решив задачу и введя правильный ответ, студент получает максимальное количество баллов – 10. В противном случае студент имеет право воспользоваться четырьмя подсказками, но с каждой просмотренной подсказкой количество баллов уменьшается на два. Доступ к каждой подсказке возможен при условии, что предыдущая подсказка была открыта. Каждая следующая подсказка содержит больше информации, чем предыдущая. После просмотра всех подсказок можно просмотреть решение, но баллы за эту задачу начисляться уже не будут.

Эта программа предназначена как для использования в учебное время, так и для дополнительной тренировки студентов дома.

После ввода ответа программа сравнивает его с верным, занесенным ранее в базу данных. Студент получает сообщение о количестве баллов, полученных за решение этой задачи. После решения всех задач студент может просмотреть свои результаты и оценку, выставленную ему компьютером.

Особо важным элементом таких обучающих систем, является последовательность поэтапных подсказок, подводящая обучаемого к самостоятельному решению задачи. Процесс этот исключительно индивидуален как для разработчика, так и для обучаемого. Он требует определенного уровня «физического, методического и педагогического» мастерства от разработчиков и, как показывает опыт, зависит от уровня интеллектуального развития и физико-математической подготовленности обучаемого. Одна и та же последовательность шагов, поясняющих решение задачи, различно воспринимается разными студентами. Это наводит на необходимость увеличения числа «подсказок» или на более детальное их ветвление с учетом пожеланий обучающегося. Но это следующий этап.

Вторая часть программы, названная нами редактором вопросов, позволяет добавлять, заменять или корректировать условия, решения и ответы. Поэтому система является открытой для дополнений и изменений по желанию преподавателя.

Опыт разработки таких систем показывает их исключительную целесообразность и эффективность в учебном процессе. Однако, используются они, как правило, только самими разработчиками. Помимо субъективных причин, связано это с большим объёмом работы, низким уровнем формализации, постоянным желанием усовершенствовать систему. Поэтому целесообразно создание коллектива программистов и физиков–методистов для объединения всех имеющихся наработок и доведения их до завершенного, стандартизированного программного учебного продукта. Нужен интерактивный, периодически обновляемый, физический энциклопедический словарь с глубокой проработкой классических разделов и представлением современного состояния развивающихся направлений физики, задачник - решебник, видеозаписи или имитационные модели лабораторного практикума, лекционный демонстрационный комплекс.

Литература

  1. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: Уч. пособие для студ. пед. вузов/ Е.С. Полат и др. М., издательский центр «Академия», 2002. 272 с.
  2. Жданович П.М. Интерактивные системы для дистанционного обучения и компьютерного моделирования физических явлений. Дисс. Канд. Физ.-мат. наук, Москва,1999.
  3. Голубева О.Н. Теоретические проблемы общего физического образования в новой образовательной парадигме. Санкт-Петербург, 1995
  4. Актуальные проблемы преподавания физики в вузах России. Материалы совещания заведующих кафедрами физики вузов России. М.,2009.