Для подготовки к урокам и к ОГЭ по физике учащиеся могут использовать: общеобразовательные учебные издания, презентации, видеоролики в Интернете на веб-сайте «Классная физика» [1], онлайн тесты на веб-сайтах «Решу ОГЭ» и «ФИПИ» [2;3]. Но они не позволяют провести лабораторные работы, которые помогают лучше усвоить изучаемый материал. Чаще всего учитель распечатывает тесты на бумажных носителях, что крайне неудобно и затратное, атренажеры, при помощи которых можно самостоятельно проводить лабораторные работы, не всегда доступны учащимся. Поэтому мы создали тренажер по физике раздела «Механика», который включает: теоретический материал, расчетные задачи, тестирование, лабораторные работы, трехмерную демонстрацию физических явлений, а также возможность учителем проконтролировать работу, проделанную учащимися.
Ключевые слова: тренажер по физике, отработка практических навыков, подготовка к ОГЭ по физике
По данным статистики [5] многие учащиеся выбирают физику для поступления в технические классы, поэтому особое внимание они уделяют таким предметам, как математика, физика, информатика. В контрольно-измерительных материалах ОГЭ по физике задания из раздела «Механика» составляют 30–40 % от общего числа заданий.
Для подготовки к экзаменам по этому разделу необходимо нарешать большое количество задач и тестов, проделать лабораторные работы. ОГЭ включает в себя не только проверку теоретических знаний, но и практических умений. Не все эксперименты можно проделать в реальной жизни, а это важно для понимания предмета. В этом случае сможет помочь компьютерное моделирование.
Механика — раздел, который является одним из самых объемных и сложных в школьном курсе физики. В КИМах ОГЭ от общего объема проверяемого курса по физике этот раздел занимает 47 % и включает в себя расчетные задания, а также лабораторные работы.
Количество учащихся, сдающих физику в нашем Лицее, ежегодно растет (2013–2014 уч. год — 3 человека, 2014–2015 уч. год — 17 человек, 2015–2016 уч. год — 26 человек), а для успешности необходимо умение выполнять экспериментальные задачи и лабораторные работы. Комплексных тренажеров недостаточно или они довольно дорогостоящие. Это нас подтолкнуло к созданию тренажера по разделу физики «Механика», включающем: теоретический материал, расчетные задачи, тестирование, лабораторные работы, трехмерную демонстрацию физических явлений, а также возможность учителем проконтролировать работу, проделанную учащимися.
Гипотеза: создание тренажера по физике как доступный практический материал для отработки навыков решения задач и выполнения лабораторных работ по разделу «Механика».
Цель: создание тренажера, направленного на отработку практических навыков решения задач и выполнения лабораторных работ.
Задачи:
- Подобрать теоретический и практический материал по физике раздела «Механика».
- Сформулировать разделы тренажера.
- Выбрать среду разработки.
- Презентовать тренажер учащимся и учителям.
- Провести опрос и обработать полученный результат.
Методы исследования: аналитический, информационное моделирование, компьютерное моделирование, метод обработки статистических данных.
Аналитическим методом мы отобрали теоретический материал, качественные, тестовые и расчетные задачи, а также лабораторные работы, используя учебник [6], задачник, справочник по физике [7].
При использовании информационного моделирования были составлены разделы программы: справочная информация по механике, тесты (кинематика и динамика), задачи (кинематика и динамика), лабораторные работы, конструктор тестов.
С помощью компьютерного моделирования, мы разработали тренажер, используя среду разработки Unity, информацию о которой можно прочитать в Википедии [8]. Unity позволяет создавать двухмерные и трёхмерные приложения, поддерживающие операционные системы Windows, OS X, Windows Phone, Android, iOS, Linux, а также игровые приставки нового поколения Wii, PlayStation 3, PlayStation 4, Xbox 360, Xbox One. Активно движок используется как крупными, так и независимыми разработчиками в силу наличия бесплатной версии, удобного интерфейса и простоты работы с движком.
Графика реализована с помощью Autodesk 3ds Max 2013(Student License) — многофункциональный профессиональный редактор трёхмерной графики.
Этапы создания тренажера.
Первый этап — создание и визуализация лабораторных работ, трехмерных инструментов для проведения экспериментов (Рисунок 1).
Рис.1. «Лабораторная работа»
Второй этап — создание учётных записей пользователей, сбор и хранение данных (логин, пароль, результаты) (Рисунок 2);
Рис. 2. «Авторизация пользователя»
Третий этап — создание конструктора тестовых заданий на основе собственного материала и написание кода программы (Рисунок 3).
Рис. 3. «Конструктор тестов»
После создания тренажера мы провели его апробацию. Загрузили программу на компьютеры, и учащиеся 9-х классов нашего лицея, которые сдают ОГЭ по физике, решали задачи и тесты, работали с лабораторными работами. В течении урока они самостоятельно поработали с программой. По завершению практической части работы, применив метод обработки статистических данных, участникам апробации были составлены следующие вопросы:
- Вызвало ли у вас интерес занятие на данном тренажёре?
- Считаете ли вы, что данный тренажер окажет помощь при подготовке к ОГЭ по физике?
- Что бы вы ещё включили в данный тренажер?
- Испытывали ли вы трудности при работе с данным тренажером?
Результаты опроса оформили в виде диаграмм.
Рис. 4. Листы с ответами учащихся
В результате апробации данный тренажер понравился всем. Учащиеся считают, что он окажет помощь при подготовке к ОГЭ и к урокам по физике по разделу «Механика». Трудностей при работе никто не испытывал. Было лишь одно пожелание, побольше разнообразных лабораторных работ.
Тренажёр удобен в использовании, имеет резерв наполнения как теоретическим, так и практическим материалом, в зависимости от потребностей учащихся и учителей физики, в чем и заключается его преимущество. Также, учитель сможет проконтролировать и оценить работу ученика, создавать тесты разной сложности на основе подобранного учебного материала. С помощью тренажера можно организовывать факультативные занятия, уроки для более углубленного изучения физики по разделу «Механика». Таким образом, нами практически была доказана гипотеза и достигнуты поставленные цель и задачи.
Литература:
- «Классная физика» http://class-fizika.narod.ru/
- Материалы конференции «Актуальные проблемы информатики и информационных технологий в образовании: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием в рамках XVI международного научно-практического форума студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука XXI века». Красноярск, 17 мая 2016 г. — http://elib.kspu.ru/document/17540
- Перышкин.А. В. Физика 9 кл.:учебник/А. В. Перышкин,Е. М. Гутник 19-е изд., стеротип. — м.:Дрофа,2014. — 300, [4] с.:ил.; 1 л.цв.вкл.
- Рымкевич.А. П. Физика.Задачник. 10–11 кл.: Пособие для общеобразоват. учеб. заведений. — 8-е изд., стереотип. — М.:Дрофа,2004. — 192 с.
- Специализированные классы — http://www.krao.ru/rb-topic_t_1028.htm
- Ситников В. И. Краткий курс физики: Учеб. Пособие для учащихся старших классов и поступающих в вузы. — М.:Флинта: Наука.1999.– 336с.
- Янчевская О.В справочник школьника по физике.7–11 классы. — СПб.: Издательский Дом «Литера», 2015. — 256с.
- Unity (игровой движок) — https://ru.wikipedia.org/wiki/Unity
