Харазян О. Г.,
магистр педагогических наук, преподаватель кафедры «Лазерная физика и спектроскопия» Гродненского государственного университета имени Янки Купалы, аспирантка 1-го года обучения.

ОРГАНИЗАЦИЯ ДЕМОНСТРАЦИОННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
ПО ФИЗИКЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИНТЕРАКТИВНОЙ ДОСКИ

Учебный демонстрационный эксперимент как метод обучения появился практически одновременно с началом преподавания систематического курса физики. Его роль в преподавании физики исключительно велика. Об этом неоднократно говорили классики физической науки.

Физический демонстрационный эксперимент относится к числу наглядных методов обучения. Принцип наглядности является одним из древнейших принципов. Им руководствовались уже на ранних этапах семейного, школьного и университетского обучения. По мере развития учебного – воспитательного процесса отношение к данному принципу изменилось – он перестал играть доминирующую роль в обучении, виды наглядности обогатились и усложнились.

Новые возможности реализации данного принципа связаны, на наш взгляд, с научно-техническим прогрессом, с появлением в сфере образования современных технических средств обучения, к числу которых относится и интерактивная доска.

Сегодня большинство учебных заведений Республики Беларуси активно приобретает интерактивную доску для её дальнейшего освоения и использования в учебном процессе.

Интерактивная доска – это сенсорный экран, подсоединенный к компьютеру, изображение с которого передается на доску с помощью мультимедийного проектора. Составляющие интерактивной доски: сенсорный дисплей, системный блок, мультимедийный проектор, пишущий инструмент на доске, а также соответствующее программное обеспечение.

Интерактивная доска, совмещая в себе преимущества большого экрана для проектора и маркерной доски, обладает своими уникальными возможностями, главной из которых является интерактивность. Именно это свойство позволяет осуществлять гибкое и непосредственное управление компьютерными приложениями путём прикосновений специального маркера к поверхности доски.

Использование интерактивной доски в учебном процессе по физике открывает множество новых возможностей для дальнейшего совершенствования и развития существующих педагогических методик и технологий обучения физике, в том числе и для развития методики и техники физического демонстрационного эксперимента.

Нами разработаны подходы к использованию интерактивной доски в системе учебного демонстрационного эксперимента по физике.

1. Интерактивная доска – средство для демонстрации и управления виртуальным физическим демонстрационным экспериментом.

В учебном процессе по физике интерактивная доска может быть использована для организации демонстрационного виртуального физического эксперимента (видеоопытов, анимаций физических процессов и явлений, физических компьютерных моделей). Уникальные возможности сенсорного экрана доски позволяют показать учащимся виртуальный демонстрационный эксперимент в интерактивном режиме, который обеспечивается за счёт:

а) гибкого управления с помощью специального маркера показом виртуального демонстрационного эксперимента (не отходя от интерактивной доски), то есть возможности мгновенно останавливать и возобновлять виртуальную демонстрацию, осуществлять многократное повторение всей или некоторой её части;

б) возможности осуществлять при необходимости ускоренный или замедленный показ физических моделей; осуществлять наложение, снятия звуковых эффектов или дикторского сопровождения;

в) возможности наносить специальным маркером пометки и записи, выделять фрагменты изображений на демонстрируемом физическом эксперименте;

г) возможности осуществлять демонстрацию виртуального опыта в полупрозрачном режиме; в увеличенном или уменьшенном режимах; в трёхмерном пространстве;

д) возможности использовать глобальную сеть Интернет для демонстрации эксперимента из сетевых ресурсов в online - режиме.

Описанный подход к организации демонстрационного эксперимента позволяет не только продемонстрировать физический эксперимент в более наглядной и выразительной форме, сэкономить учебное время, затрачиваемое на показ демонстрационного эксперимента, но и самое главное осуществлять организацию сложного демонстрационного эксперимента, реализация которого невозможна на базе школьного оборудования. Ещё одним преимуществом данного подхода является то, что его можно использовать в качестве запасного варианта, в случае если демонстрационный эксперимент с реальным оборудованием по каким-то причинам не получился.

2. Интерактивная доска – универсальный физический прибор.

Интерактивная доска в системе демонстрационного эксперимента может исполнять роль одного из измерительных физических приборов (амперметра, вольтметра, секундомера, осциллографа и др.), используемых при организации данного эксперимента. Это возможно при подключении к интерактивной доске датчиков состояний (давления, температуры, перемещения, освещенности и др.). При достаточно большом наборе специальных датчиков и программ интерактивная доска превращается в универсальный физический прибор.

Использование интерактивной доски в качестве измерительного физического прибора позволяет:

а) быстро выводить в наглядной форме результаты эксперимента на сенсорный экран интерактивной доски;

б) сохранять полученные результаты эксперимента в виде отдельных компьютерных фиалов для их последующего анализа;

в) используя специальный маркер наносить пометки и записи, выделять результаты эксперимента, а также участки графиков, на которые необходимо обратить внимание.

Данный подход можно использовать при организации демонстрационного эксперимента, реализация которого была не возможна из-за отсутствия или неисправности какого-либо из измерительных приборов. Использование интерактивной доски в качестве универсального физического прибора позволяет значительно расширит возможности измерительных приборов, например, повысить точность их измерений.

3. Интерактивная доска – виртуальная составляющая в системе демонстрационного эксперимента.

Показ демонстрационного эксперимента с использование физического оборудования и приборов можно гармонично дополнить виртуальным физическим экспериментом (видеоопытом, анимацией физических процессов и явлений, физической компьютерной моделью) организованным с помощью интерактивной доски. Использование интерактивной доски в качестве виртуальной составляющей в системе демонстрационного эксперимента позволяет:

а) организовать серию опытов для демонстрации одного и того же физического явления (процесса), причем некоторые из опытов можно показать в виртуальном режиме с целью экономии учебного времени или преодоления всякого рода трудностей связанных с их организацией;

б) после организации демонстрационного опыта, осуществить демонстрацию его виртуальной версии, необходимость которой может быть обусловлена в многократном повторении эксперимента, в замедленном или ускоренном (увеличенном, уменьшенном) просмотре изучаемого физического явления или процесса;

в) после организации демонстрационного опыта, осуществить демонстрацию виртуальной модели, позволяющей раскрыть внутренние механизмы изучаемого явления или процесса, которые невозможно продемонстрировать в условиях реальной действительности;

г) организовать демонстрацию анимаций физических явлений и процессов, компьютерных физических моделей, на этапе актуализации знаний учащихся или же на этапе анализа и обобщения результатов демонстрационного эксперимента, а так же при обсуждении прикладного назначения изучаемого явления, то есть после организации демонстрационного опыта;

д) при знакомстве учащихся с новым физическим прибором, продемонстрировать его структурные элементы и объяснить их назначения путём наглядной демонстрации, объяснить принцип работы физического прибора с помощью виртуальной модели, работающей в полупрозрачном режиме, затем в условиях реальной действительности продемонстрировать прикладное назначение данного прибора.

Предложенный подход в первую очередь направлен на раскрытие внутренних механизмов демонстрируемых физических явлений, процессов, закономерностей, на достижение наиболее полного и глубокого их изучения за счет использования всех возможностей реальной и виртуальной действительности.

4. Интерактивная доска – вспомогательная составляющая в системе демонстрационного эксперимента.

Интерактивная доска в системе демонстрационного эксперимента может быть использована в качестве средства направленного на эффективную подготовку учащихся к восприятию демонстрационного эксперимента и на повышение наглядности учебного материала за счёт применения визуального восприятия информации. Использование интерактивной доски в качестве вспомогательной составляющей в демонстрационном эксперименте позволяет:

а) вывести на сенсорный экран схему физического эксперимента;

б) на этапе обсуждения результатов наблюдения и анализа численных данных, полученных в ходе демонстрационного эксперимента вывести на сенсорный экран интерактивной доски соответствующие формулы и другую необходимую вспомогательную информацию (таблицы, схемы, диаграммы, графики, фотографии, рисунки, мультимедийные презентации);

в) перед (после) организацией демонстрационного эксперимента осуществить актуализацию, систематизацию, обобщение знаний учащихся путем вывода на сенсорный экран тестовых и графических заданий;

г) используя специальный маркер наносить на сенсорный экран интерактивной доски промежуточные результаты демонстрационного эксперимента путем занесения данных в заранее подготовленную таблицу или нанесения экспериментальных точек на графики зависимости.

Комплексное использование вышеописанных подходов позволит преподавателю умело и творчески организовать демонстрационный физический эксперимент, который в свою очередь может стать базисом для постановки и реализации большинства методических задач.