Мультимедиа технологии на практическом занятии по физике



Учитель должен обращаться не столько к памяти учащихся, сколько к их разуму, добиться понимания, а не одного запоминания.

Федор Иванович Янкович де Мириево

МО РФ поставило задачу становления системы образования, способной стимулировать курсантов военных учебных заведений к получению профессионального образования на основе различных форм и методов организации учебного процесса. Перспективным направлением здесь является применение мультимедийных технологий.

Наиболее удачным форматом электронных носителей информации, которые можно без ущерба для здоровья обучаемых читать на экране компьютера является Adobe Acrobat eBook Reader. Вернее, это способы отображения теоретического учебного материала, который хранится в формате PDF. Этот формат PDF позволяет использовать субпиксельный рендеринг шрифтов. В компьютерной графике рендеринг означаем визуализацию представляемой информации о любых объектах или явлениях в виде структуры данных. Для презентаций наиболее подходит PowerPoint.

Практическое занятие ˗ вид аудиторного занятия, направленный на закрепление учебного материала одной или нескольких лекций по физике. Его достоинство состоит в возможности обеспечения законченности и целостного восприятия учебного материала в его логических опосредованиях и взаимосвязях по теме в целом, а также организации практической работы каждого обучающегося с использованием мультимедиа технологий.

Как правило, на практическом занятии рассматривается три или четыре вопроса одной лекции. С точки зрения логики, дидактики и психологии излишне дробное деление или укрупнение тем занятия нерационально, хотя приходится работать с учебных материалов нескольких лекций. Вследствие этого необходимо соблюдать пропорциональность между длительностью изучения учебных вопросов на аудиторном занятии и научного значения излагаемых проблем, избегая излишней информации при решении задач.

На протяжении практического занятия возбуждаются одни и те же участки коры головного мозга, в результате чего уровень восприятия может понизиться [1, с.15]. Следовательно, умение работать на практическом занятии нужно вырабатывать у курсантов постепенно, начиная с первых дней учебных занятий, давая рекомендации для подготовки к ним в часы внеаудиторной самостоятельной работы. Надо помнить, что механизм восприятия материала лекции курсантом отвечает схеме: восприятие → анализ в сознании обучающегося →словесное выражение.

Последний этап данной цепочки представляет собой продукт мышления обучающегося и требует от него значительного умственного напряжения. Он выражается в умении написания курсантами конспекта на лекции, запоминании и обязательным повторением.

Следует отметить, что ряд курсантов имеет слабый уровень школьной подготовки для усвоения предлагаемого теоретического материала на лекции. Вследствие этого для данной аудитории обучающихся мы даем рекомендации по адаптации научных теорий, не влияющей на научность восприятия теоретического материала.

Адаптация ˗ способность некоего объекта сохранять свою целостность при изменении параметров среды. При этом подразумеваются объекты системной природы, обладающие качеством саморегуляции, то есть способностью к компенсационному изменению собственных параметров в ответ на изменение параметров внешней среды. Адаптация строится на использовании различных сторон образовательного процесса: обучения и воспитания. В качестве инструментария может быть использовано сочетание образовательных мультимедиа технологий и методов процесса воспитания.

Мультимедиа технология — это система, которая обеспечивает наличие одновременного существования звука, анимированной компьютерной графики, видеоряда для представления информации в процессе обучения на лекции. Ее компонентами являются текст, аудио, изображение, анимация, видео, интерактивность. Эти образовательные технологии дают возможности детализации изображения на экране, текстового выделения, использования функции «стоп-кадр», демонстрации графического построения физических зависимостей, создания гиперссылок, укрупнения содержания, хранения большого объема информации, осуществления аудио сопровождения и прочее.

Воспитательная стратегия аудиторного занятия [1, с.15] сочетается с обучающей и реализуется в прямом общении преподавателя с курсантами, подборе учебного материала для практического занятия, разработке презентаций, позволяющих адаптировать сложный теоретический материал во вступительной части занятия при проверке готовности курсантов к занятию, применении разнообразных методов обучения и воспитания. Например, изучение поведения частицы в одномерной потенциальной яме и туннельного эффекта. Физика данного вопроса очень сложна, упростить материал нельзя. Туннельный эффект, имеющий квантовую природу, ˗ это преодоление микрочастицей потенциального барьера в случае, когда её полная энергия, остающаяся при туннелировании неизменной, меньше высоты барьера. Это явление лежит в основе многих процессов атомной физики, ядерной физики, физики твердого тела. Восприятие данного материала на слух сложно, однако при разработке качественного презентативного материала по этому вопросу курсанты лучше воспринимают его при разборе задач по данной теме.

Для проверки теоретического материала во вступительной части занятия рекомендуется использование различных тактик: информативной, разъясняющей, проверочной, контролирующей, презентативной.

Наиболее удобны на практическом занятии для этих целей метод аналогий, который предназначен для активации творческого мышления, преодоления привычных шаблонов, использования принципа наглядности обучения, принципа сознательности и активности учения обучающихся. Их особенности связаны со свойством мозга устанавливать ассоциативные связи между словами, понятиями, чувствами, эмоциями, мыслями, впечатлениями и прочее [2].

В настоящее время можно выделить два существенных аспекта использование метода аналогий: 1) при обучении в качестве приема визуализации сложных и визуально непредставимых объектов и явлений; 2) для переноса знания одной науки на предмет другой.

Современной областью применения метода аналогий является обучение. Использование удачных аналогий позволяет достичь гораздо большей наглядности. С одной стороны, включение ассоциативного мышления обучаемых значительно способствует усвоению и запоминанию теоретического материала. С другой стороны, без использования аналогий просто невозможно обойтись, если излагается абстрактный предмет, который необходимо визуализировать, чтобы слушатель с не очень развитым абстрактным мышлением понял смысл излагаемого [3, с.34].

Применение метода аналогий требует: 1) четкости и точности формулировки задачи; 2) перевода задачи путем превращения неизвестного в известное; 3) выявления вопроса, вызывающего аналогию; 4) креативного поиска аналогий; 5) избрания механизма превращения незнакомого в знакомое; 6) безукоризненности логики изложения; 7) создание образной модели изучаемого; 8) решение задачи; 9) получение ответа и его анализа с точки зрения соответствия физическому смыслу и условию задачи.

Общим между механизмами аналогий является то, что во всех случаях непосредственному исследованию подвергается один объект, а вывод делается о другом. Происходит перенос информации с модели (первого предмета или явления) на оригинал (второй объект или явления).

При работе по прямой аналогии следует найти похожие решения в других областях жизни и деятельности человека (природа, быт, наука, несение воинской службы и прочее). Например, при выяснении выравнивания потенциалов двух зараженных шаров после их соединения, во время проверки подготовленности обучающихся к занятию можно применить аналогию с сообщающимися сосудами и представить это явление в электронной среде.

При символической аналогии задачу необходимо свести к краткому выражению или символу, отражающему суть проблемы, используя различные образы, знаки, метафоры. Главное — это четкость и лаконичность выражения сути изучаемой проблемы. Например, для визуализации электрического и магнитного полей, которые невозможно увидеть непосредственно, используют геометрическую аналогию: поле изображают в виде набора линий с одинаковой напряженностью поля. Восприятие курсантов улучшается, если изложение сопровождается красочной презентацией.

Наши практические занятия состоят из трех частей:1) вступительная, имеющая определенное соответствие занятиям в военном учебном заведении; 2) основная часть, посвященная решению блока задач: показной, прикладной и самостоятельного решения; 3) заключительного этапа, отвечающего методике проведения занятия.

Рассмотрим часть практического занятия «Решение задач на расчет энергетических характеристик». Во вводной части мы проводим физический диктант по теме занятия. На одном слайде сформулированы вопросы и разъяснение оценивания и на другом слайде даны ответы. Переход по слайдам осуществляется с помощью гиперссылок (рис.1).

Рис. 1. Ответы на вопросы физического диктанта по теме занятия

Наиболее ценны те задачи, содержание которые имеет военно-прикладной характер, направлено на формирование нравственных понятий и убеждений будущего офицера. Их текст мы часто составляем сами, делая из абстрактной задачи прикладную.

В качестве показной мы предлагаем следующую задачу: Масса сторожевого корабля «Беззаветный» составляет 3200 т. Она почти в 3 раза меньше массы ракетного крейсера «Йорктаун» (США). Его масса 9800 т. Корабль «Беззаветный» разгоняется. Скорость его движения до удара 32 узла и своим правым боком бьет в левый бок крейсера «Йорктаун», начальная скорость которого 28 узлов. Считая удар абсолютно упругим, определить модули скоростей судов после тарана. 1 узел = 0,514 м/с.

Прежде чем приступить к решению данной задачи, мы начинаем с пояснения, что одним из примеров использования законов сохранения импульса и энергии при поступательном движении является удар, представляющий взаимодействие тел в течение очень короткого времени. В момент удара в телах возникают внутренние силы, превосходящие внешние силы. Это позволяет рассматривать соударяющиеся тела как замкнутую систему и применять к ним законы сохранения. Затем демонстрируем видеофайл «Черноморский таран», взятый из Интернета и смонтированный с помощью Vegas Hro 10.0. Обсуждаем его и приступаем к решению, сделав необходимые рисунки (рис.2).

Рис. 2. Иллюстрация к показной задаче практического занятия

Невозможно оценить эффект качественной подготовки преподавателя, проведение и обсуждении видеодемонстраций на лекции и особенно на практическом занятии. Для нас было неожиданным, когда слабо успевающие курсанты во время проведения опроса на практическом занятии по теоретическому материалу лекции подробно излагали и объясняли видеофрагменты практического занятия. Это отразилось и на изменении итогов экзаменационных сессий трех семестров в четырех учебных группах одного потока, данные сравнения которых представлены на рис.3.

Рис. 3. Сравнение итогов успеваемости 4-х учебных групп за три семестра

По нашему мнению, практическое занятие с применением видеометода обладает огромным ресурсом качественной подготовки будущего офицера. Проведение занятия с вовлечением курсантов в обсуждение интерактивных демонстраций физических процессов расширяет обычные рамки учебно-методических материалов любого практического занятия, меняет отношение обучающегося к учебному процессу, а в целом улучшить качество образования в военном ВУЗе.

Литература:

1. Зубкова Я. В. Тактики участников русского академического общения (на материале жанра лекции) // Известия ВГПУ, 2012. № 8. Т.№ 72. С.15 ˗ 18.
2. Интернет-ресурс: http://neudoff.net/info/pedagogika/princip-naglyadnosti-v-obuchenii/
3. Куликов Д. В., Мекалова Н. В., Закирпичная М. М. Физическая природа разрушения. Уфа, 1999. ˗ 396 с.