Методика преподавания атомной физики с использованием компьютерных технологий

Важным  условием повышения эффективности  наглядности обучения является активизация  познавательной деятельности учащихся за счет увеличения объема самостоятельной работы при организации диалога ученика с компьютером.

Применение  компьютерных моделей в демонстрационном эксперименте позволяет более полно  реализовать на практике такие требования, как обеспечение видимости, создание специфического эмоционального настроя.

На основании  соответствия содержания учебного материала  целевому назначению динамических компьютерных моделей выделяют несколько вариантов  использования динамических компьютерных моделей при объяснении нового материала:

1. в  теории, основанной на явлениях, для которых важно знать их механизм;

2. в  теории, основанной на исторических  опытах;

3. в  теории по материалу повышенной  трудности;

4. для  демонстрации применения изучаемого  явления в жизни и технике;

5. для  построения графиков, необходимых  для изучения нового материала.

Электронный учебник по атомной физике был  разработан с помощью программ Macromedia Flash 8 и Microsoft Office FrontPage 2003. С помощью  первой программы были созданы и  форматированы все анимации электронного учебника, а с помощью второй была разработана структура учебника. Эти программы на нынешнее время являются одними из самых понятных красочных и легкодоступных программ своего рода.

 

§2 Методика включения компьютерных моделей  в структуру преподавания атомной  физики

 

Изучение  атомной физики начинается со строения атома. Учитель рассказывает историю открытия атомов. Далее рассматриваются различные представления о структуре, и содержании атома. В момент объяснения того что атомы состоят из положительно заряженного ядра и движущегося по орбитам отрицательно заряженных электронов включают модель «Строение атома». Показ анимации можно произвести в два подхода:

первый, при воспроизведении модели сопровождать её комментариями,

второй, для закрепления понятия, воспроизвести  модель без комментариев. Эту же анимацию демонстрирует при изучении строении ядра атома. В этот раз ученикам становится понятно, что такое нуклоны и почему атом в целом нейтрален. Данная тема является основополагающей в изучении атомной физики и поэтому компьютерная модель должна как можно ярче дать представление об атоме. (Рис1).

 

 

Далее рассматривается энергия связи  нуклонов в ядре. Вводится понятие  удельной энергии связи. Ученики  записывают определение в тетрадь. Далее для объяснения сущности энергии  связи учитель разбирает тему синтез и деление ядер. И для наглядности, что такое синтез и деление, поочередно включают соответствующие анимации. Анимации показывают на примере простой модели как происходит синтез и что получается в итоге, аналогично показывается и деление ядер. Во время показа обе анимации должны сопровождаться комментариями учителя. (Рис2)(Рис3)

 

 

 

Следующим по порядку идет введение понятия  радиоактивный распад. Учитель даёт определения альфа, бета распаду  и гамма-излучению. Учениками все  определения записываются в тетрадь. Учителем объясняется что при альфа распаде выделяется атом гелия, при бета - один электрон. Это важно закрепить, чтобы учащиеся в дальнейшем не путались и для этого включают анимацию «радиоактивность». (Рис4)

 

 

После темы «Радиоактивность» происходит рассмотрение вопроса « Закон радиоактивного распада». Вводится понятие периода полураспада. И также выводится и объясняется формула закона радиоактивного распада. Ученики всё записывают в тетрадь. А для визуального представления включают одноименную анимацию, которая показывает, как с течением времени убывает количество радиоактивных атомов. (Рис5)

 

При изучении темы «Ядерный реактор», можно воспользоваться  озвученной анимацией, которая находится  в разделе видео. Это даст наглядное представление ученикам о принципе работы ядерного реактора.

На уроке  обобщения и систематизации знаний по рассматриваемому нами подразделу, ученикам ещё раз показываются поочередно все анимации данной темы для того, чтобы у них сложилась полноценная  картина изученного ими материала. Во время повторного показа можно останавливать анимации и просить учеников объяснить увиденное ими явление.

Также разработанная программа может  служить и для самостоятельного обучения. Для каждой анимации присутствует теоретический материал, что облегчит понимание увиденного учениками.

 

Заключение

 

Итогом  нашей работы является создание фрагмента  программы по атомной физике для  базовых и профильных школ. В программе  была реализована красочность материала, удобная навигация, присутствие теоретического материала. Также была разработана методика включения данного материала в школьный курс физики.

В настоящее  время развития компьютерных технологий, очень мало программ посвящено изучению атомной физики. И те, которые  есть, содержат в себе лишь малую часть того, что необходимо ученикам для понимания этого подраздела.

Разработанная мною программа также не является завершённой. В силу нехватки времени  мне не удалось более широко обхватить  весь материал. В программе не были затронуты такие вопросы как: деление ядер урана, искусственная радиоактивность и другое. В дальнейшем, мы планируем продолжить исследование возможностей использования электронных ресурсов при изучении атомной физики.

 

Список  литературы

 

Батурина  Г.И. Цели и критерии эффективности обучения//Советская педагогика. 1975.

Громов  СВ., Родина И.А. Программа по физике для 7-9 классов. - В кн; Программы для  общеобразовательных учреждений: Физика. Астрономия. 7-11 кл. / Сост. Ю.И. Дик, В.А. Коровин. - М.: Дрофа, 2000.

Гутник  Е.М., Перышкин А.В. Программа по физике для 7-9 классов. - В кн: Программы для общеобразовательных учреждений: Физика. Астрономия. 7-11 кл. / Сост. Ю.И. Дик, В.А. Коровин. - М.: Дрофа, 2000.

Дик Ю.И., Пинский А.А. Программа по физике и астрономии для 7-9 классов. - В кн: Программы для общеобразовательных учреждений; Физика. Астрономия. 7-11 кл. / Сост. Ю.И. Дик, В.А. Коровин. - М.: Дрофа, 2000. с.13-21.

Джанколи  Д. Физика: В 2-х т. Т.2 Пер. С англ. - И.: Мир, 1989. -667 с.

Демонстрационный  эксперимент по физике в средней школе: Пособие для учителей. Под. ред. А.А. Покровского. - М.: Просвещение, 1979, 287 с.

Купер Л. Физика для всех: В 2-х т. Т.2. Современная  физика: Пер. С англ. - М.:Мир, 1973.-382 с.

Калапуша  Л.Г. Моделирование в курсе физики средней школы. Автореф. капд. пед. наук. -М., 1966. -118 с.

Калмыкова З.И. Продуктивное мышление как основа обучаемости. - М.: Педагогика, 1981. -241 с.

Мякишев Г.Я, Буховцев Б.Б. Физика: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений. - 4-е изд.- М.: Просвещение, АО «Московские учебники», 1997. 254 с.

Научные основы школьного курса физики. Под. Ред. Я. Шамаша, Э.Е. Эвенчика. - М.: Педагогика, 1985. -242 с.

Касьянов  В.А. Физика: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. Учреждений. - 4-е изд.- М.: Дрофа, 2004. 416 с.

Пеннер  А.В. Проблема модельности и наглядности в преподавании атомной физики. // Физика в школе. -1970. -№ 2.

Песин А.И. Моделирование как средство активизации познавательной деятельности учащихся при обучении физике: Автореф. дис. канд. Пед. наук, - М., 1989. 16 с.

Солодухин Н.А. Моделирование как метод обучения физике в средней школе. Автореф. канд. пед. наук. - М., 1971. -23 с.