CC BY
40
Scientific journal PHYSICAL AND MATHEMATICAL EDUCATION
Has been issued since 2013.
Науковий журнал Ф1ЗИКО-МАТЕМАТИЧНА ОСВ1ТА
Видасться з 2013.
http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/
Стома В.М. Комп'ютерна пдтримка навчання ф'зики: ретроспективний анал'!з// Ф'!зико-математична освта : науковий журнал. - 2017. - Випуск 4(14). - С. 299-303.
Stoma V. Computer Support For Physics Training: Retrospective Analysis // Physical and Mathematical Education : scientific journal. - 2017. - Issue 4(14). - Р. 299-303.
УДК 378.147.091.315.7:004:[37.011.3-051:53](043.5)
В.М. Стома
Сумський державний педагог1чний унверситетi ¡мен1 А.С. Макаренка, УкраУна
КОМП'ЮТЕРНА П1ДТРИМКА НАВЧАННЯ Ф1ЗИКИ: РЕТРОСПЕКТИВНИЙ АНАЛ1З
Анотащя. У статтi наведений ретроспективний аналiз програмних засобiв з фiзики. Розглянут'1: «ППЗ Бiблiотека електронних наочностей 7-11 клас» (2008 р.), «ППЗ Електронний задачник з фiзики 7-9 клас» (2009 р.), «Навчальне програмне забезпечення з фiзики для 7-10 класу ЗНЗ» (2010 р.), «Навчальне програмне забезпечення з фiзики для 7-10 класу ЗНЗ» (2011 р.), «Револю^я в навчанш. Ф'зика» (2011 р.), «1С: Физический конструктор» (2014 р.), «Crazy Machines 1 "Запрацювало!"» (2014 - 2017 р.), PhET (2011 р.), VirtualLab (2015 р.), Einstein (2014 р.), Архимед (2014 р.). Наведен Ух переваги, недол'жи, класифiкацiя, мета та клас, у якому до^льна така компютерна тдтримка для вивчення курсу фiзики, на основi цього аргументовано доцiльнiсть використання майбутшми вчителями фiзики програмних засоб>в в навчальному процеа. Обфунтовано значення програмних засоб>в, як дозволяють оргашзувати моделювання, емуля^ю та фiзичний експеримент: в'ртуальш та цифров лаборатори.
Ключовi слова: ретроспективний анал'з, iнформацiйнi технологи, програмний педагог'нний зааб, комп'ютерш програми, технологiй навчання фiзики, в!ртуальна лаборатор'!я, цифрова лаборатор'!я, ф'зика.
Постановка проблеми. 1нформатизащя осв^ньоТ ^y3i обумовила активне впровадження спецiалiзованих програмних засобiв в навчання рiзних дисциплш. Розробники програмного забезпечення пропонують рiзного рiвня, наповненост та шструментарш середовища, покликан унаочнити або змоделювати процес, вiалiзувати залежносп, автоматизувати розрахунки. Знайомство с такими засобами наразi вважаемо актуальною навчальною задачею майбутнього вчителя, осктьки повсюдне захоплення i використання шдл^ками штернет-технологш спонукае використовувати таку актившсть в оргашзаци навчального процесу. Особливо це стосуеться питань подготовки вчителiв фiзики, вивчення якоТ у школi асощюеться у тому чи^ з проблемою небажання вивчати склады шкмьш предмети , i розв'язанню якоТ може сприяти залучення спецiалiзованих комп'ютерних засобiв.
Аналiз актуальних дослщжень. Проблемами впровадження комп'ютерних засобiв у навчальний процес з фiзики займалися: О. Бугайов, £. Коршак, М. Головко, В. Заболотний, Ю. Жук, О. Ляшенко, Н. Сосницька, М. Шут та шшк У працях вчених розглядаються питання удосконалення шкiльного фiзичного експерименту засобами шформацшно-комушкацшних технологiй, поеднання традицшних засобiв навчання, зокрема пiдручника з фiзики, з електронними, розробки програмно-педагопчних засобiв з вивчення окремих тем шктьного курсу фiзики.
Наразi в навчанш фiзики широко застосовуються рiзнi програмно-педагогiчнi засоби (ППЗ), пiд якими розумшть дидактичнi засоби, призначенi для частковоТ або повноТ автоматизаци процесу навчання за допомогою застосування комп'ютерноТ техшки [1].
Метою створення таких засобiв е не лише доповнення i розширення можливостей традицiйних засобiв навчання фiзики для пiдвищення ефективност i якостi навчально-виховного процесу, а i активiзацiя тзнавальноТ дiяльностi та розвиток творчих здiбностей учнiв загальноосв^шх навчальних закладiв [1].
ISSN 2413-158X (online) ISSN 2413-1571 (print)
Удосконалення таких засобiв обумовлено активним розвитком шформацшних технологiй та програмного забезпечення, що забезпечуе осучаснення шкшьного курсу фiзики. Водночас вщсутшсть уявлення про розвиток таких засобiв та Тх класифiкацiю збiднюe професшну пiдготовку сучасного вчителя фiзики, а тому актуальним вважаемо знайомство студенев, майбутнiх вчителiв фiзики з ретроспективним аналiзом таких засобiв, що i складае мету даноТ статтi.
Виклад основного матерiалу. Для вчителя фiзики важливо орiентуватися в основних програмних засобах, Тх призначенш, а також знати, для яких дидактичних цтей вони можуть бути використаш. Тому нами було систематизовано у ретроспективi окремi ПЗ якi використовувались на уроках фiзики (табл. 1):
Таблиця 1
Програмш засоби niдтримки навчання.
Назва Клас Розробник PiK Сайт Призначення
«ППЗ Бiблiотека електронних наочностей 7-11 клас» 7-11 Розробка "Квазар-MiKpo" 2008 [6] 1нформацшш, демонстрацшш, iмiтацiйно- моделююч^ довiдковi
«ППЗ Електронний задачник з фiзики 7-9 клас» 7-9 Розробка "Квазар-MiKpo" 2009 [8] Контролюючi, демонстрацшш, довщков^ розрахунковi
«ППЗ Вiртуальна фiзична лабораторiя 7-11 клас» 7-11 Розробка "Квазар-Мiкро" 2010 [7] Контролюючi, демонстрацiйнi, довщков^ розрахунковi
«Навчальне програмне забезпечення з фiзики для 710 класу ЗНЗ.» 7 Розробка "Квазар-Мiкро" 2011 [4] 1нформацшно-демонстрацiйнi
«ППЗ Ф1ЗИКА 11 клас» 11 Розробка "Квазар-Мiкро" 2011 [9] lнформацiйнi, демонстрацiйнi, iмiтацiйно-моделюючi
«Револющя в навчаннi. Фiзика» 7-11 1сак Регев Видавництво: ULC Укра'шський центр освп"и 2011 [10] lнформацiйнi, контролюючi, демонстрацшш, iмiтацiйно- моделюючi, довiдковi
"1С: Физический конструктор" 7-11 ООО «1С-Паблишинг» 2014 [11] Демонстрацiйнi, iмiтацiйно- моделюючi, тренажернi, довiдковi, розрахунковi
«Crazy Machines 1 "Запрацювало!"» Crazy Machines 2 "Запрацювало! Новi випробування" (укра'|'шзована версiя) Crazy Machines 3 "Запрацювало! Володар механiзмiв" (укра'|'шзована версiя) 9-11 FAKT Software 20142017 [14] Контролююч^ демонстрацiйнi, iмiтацiйно- моделюючi, тренажернi
PhET 7-11 УшверситетКолорадо, США 2011 [2] Контролююч^ демонстрацiйнi, iмiтацiйно- моделюючi, тренажернi, розрахунковi
Назва Клас Розробник PiK Сайт Призначення
VirtualLab 7-11 Вта^^ США 2015 [3] КонтролюючГ, демонстрацшш, ¡мгацшно- моделюючГ, тренажерш, розрахунковГ
Einstein 7-11 Институт новых технологий, Россия 2014 [13] КонтролюючГ, демонстрацшш, ¡мгацшно- моделюючГ, тренажерш, розрахунковГ
Архимед 7-11 Институт новых технологий, Россия 2014 [12] КонтролюючГ, демонстрацшш, ¡мгацшно- моделюючГ, тренажерш, розрахунковГ
Аналв зазначених та 1нших програмних засоб1в виявив, що вони мають переваги над ¡ншими засобами навчання ф1зики. Зокрема, ïx використання актив1зуе сприйняття ф1зичних закон1в, понять, процеав учн1в за рахунок використання звукових i зорових демонстрац1й; зменшуе матер1альн1 витрати на демонстрац1йне обладнання; дозволяе у будь-який момент повернутися до вивченого рашше матерiалу, отримати необхщну допомогу, перервати процес навчання в будь-якому мкщ, а потiм до нього повернутися; сприяе контакту вчителя з аудиторiею; надае можливiсть вщтворення на екранi великого обсягу ¡нформацм.
Водночас до недолiкiв використання ПЗ вщнесемо перевтому зору, точкове дотримання норм ДСанПЖ, загрозу для учшв втрати чГткоУ границi мiж вiртуальним i реальним свiтом, природним явищем i фiзичною моделлю.
Також нами розглянуто програмш засоби, якi дозволяють органiзувати моделювання, емуляцiю та фiзичний експеримент i не вимагають при цьому додаткового спецГального обладнання. До таких програмних засобiв ми вщносимо вiртуальнi та цифровi лабораторм.
Вiртуальна лабораторiя являе собою програмно-апаратний комплекс, який дозволяе проводити експерименти без безпосереднього контакту з реальною установкою або за повноУ вщсутносл такоУ. Так лабораторм доцГльно використовувати для демонстраци ФГзичних експериментiв, якГ неможливо провести в реальному часi з тих чи ¡нших причин: через загрозу здоров'я, вщсутшсть складного та дорогого обладнання, через складшсть виконання чи довго тривалГсть експерименту.
Вiртуальнi лабораторм представленi у форматi 2D та 3D. Коротко опишемо на прикладi двох:
VirtualLab (розробник BinaryBiz) [3] - вiртуальне середовище для оргашзацм i проведення вiртуальниx лабораторних робп" для учнГв з ФГзики, хГмм, бюлогм, екологм. Такi лабораторш роботи реалiзованi за допомогою технологи Flash.
PhET [2] - вiртуальна лабораторiя розроблена Унiверситетом Колорадо(США), включае рГзш вiртуальнi лабораторм, як демонструють природш явищ в областi ФГзики, бюлогм, хГмм, наук про Землю.
На освГтньому ринку УкраУни у 2011 рощ зявилися цифровГ лабораторм (ЦЛ), вже поширеш за кордоном. ЦЛ складаються з цифрових датчишв для вимГрювання фГзичних, хГмГчних, бюлопчних параметрГв в процес проведення дослав, i шдтверджують необхщшсть практичних експерименлв та важливГсть точност кшьмсних вимГрГв у фГзицк
НайвщомЫ цифровГ лабораторм Ейнштейн [13] i АрхГмед [12].
Як показуе досвщ, цифровГ лабораторм для навчального процесу мають суттевГ переваги над вГртуальними, оскшьки ¡стотно розширюють ефектившсть шкшьних лабораторних робп" як активно'! форми освГтнього процесу, в той час коли вГртуальш лабораторм виконують бшьш демонстрацшш та емп"ацшно-моделюючГ функцм.
Висновки. Таким чином, проведений ретроспективний аналГз ПЗ в галузГ пщготовки навчання фГзики виявив достатню кшьмсть спецГалГзованого ПЗ, яке з розвитком ¡нформацшних технологш розширювало власш функцГГ та збшьшувало кшьмсть точок дотику зГ шкмьним курсом фГзики. Можемо говорити про те, що з часом програмш засоби набули бшьше моделюючих, розрахункових та ¡мГтацшних функцм i вщшшли вщ демонстрацшних.
Також варто зауважити про орiентацiю засобiв на точнiсть вимiрювання у проведеннi великоТ кiлькостi експериментальних випробувань, що дозволяе пiдтвердити статус фiзики як експериментальноТ науки.
Зазначенi аспекти мають враховуватися майбутшми вчителями фiзики шд час реалiзацiТ професшноТ дiяльностi.
Список використаних джерел
1. Використання шформацшних технологiй на уроках фiзики. //Бiблiотека журналу Фiзика в школах УкраТни.
- Харкiв: Основа, 2007. - 200 с.
2. Вiртуальна лаборатория PhET: Физика [Електронний ресурс] - Режим доступу до ресурсу: n http://phet.colorado.edu/en/simulation/
3. Вiртуальна лаборатория VirtualLab: Физика [Електронний ресурс] - Режим доступу до ресурсу: http://www.virtulab.net/
4. Навчальне програмне забезпечення з фiзики для 7-10 класу загальноосв^шх навчальних закладiв. [Електронний ресурс] / Розробка "Квазар-Мтро" - Режим доступу до ресурсу: http://letitbit.net/download/4393.4a32e497062592caacb77b9c0/phisic_86_zadachnik.rar.html
5. Петриця А. Особливост використання цифрових лабораторш у навчальному фiзичному експеримент / А.Петриця // Молодь i ринок. - 2014. - № 6. - С. 44-48. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/j-pdf/Mir_2014_6_11.pdf.
6. ППЗ Бiблiотека електронних наочностей 7-11 клас [Електронний ресурс] / Розробка "Квазар-Мтро" -Режим доступу до ресурсу:
http://letitbit.net/download/4393.4a32e497062592caacb77b9c0/phisic_79_zadachnik.rar.html
7. ППЗ Вiртуальна фiзична лабораторiя 7-11 клас [Електронний ресурс] / Розробка "Квазар-Мтро" - Режим доступу до ресурсу:
http://letitbit.net/download/5130.5d6b90c529bc2c7de32e994ac/phisic_vl_10_11.rar.html
8. ППЗ Електронний задачник з фiзики 7-9 клас [Електронний ресурс] / Розробка "Квазар-Мтро" - Режим доступу до ресурсу: https://yadi.sk/d/g_iDzoijGN8t6
9. ППЗ Ф1ЗИКА 11 клас [Електронний ресурс] / Розробка "Квазар-Мтро" - Режим доступу до ресурсу: http://depositfiles.com/files/u7al4f7od
10. Регев I. Револющя в навчанш. Фiзика [Електронний ресурс] / 1сак Регев - Режим доступу до ресурсу: http://letitbit.net/download/1051.1e4500b4add6477166b941f9cdb6/ulc.phizika.rar.html.
11. Физический конструктор [Електронний ресурс] - Режим доступу до ресурсу: http://obr.1c.ru/educational/uchenikam/1s-fizicheskij-konstruktor-20/.
12. Цифровая лаборатория Архимед 4.0: Физика [Электронный ресурс] : [Веб-сайт]. - Институт новых технологий. - Режим доступа: http://www.intedu.ru/object.php?m1=3&m2=2&id=1004
13. Цифровая лаборатория Еinstein: Физика [Электронный ресурс] : [Веб-сайт]. - Институт новых технологий.
- Режим доступа: http://www.int-edu.ru/content/cifrovye-laboratorii-einstein
14. Crazy Machines [Електронний ресурс] - Режим доступу до ресурсу: https://vsetop.com/torrent/1016/Crazy_Machines_.torrent.
15. Guerrero S. M. Teacher knowledge and a new domain of expertise: pedagogical technology knowledge / S. M. Guerrero // Journal of Educational Computing Research. - 2005. - Т. 33. - №. 3. - С. 249-267.
16. Semenikhina Е., Yurchenko А. Professional Readiness of Teachers to Use Computer Visualization Tools: A Crucial Drive // Journal of Advocacy, Research and Education, 2016. - Vol.(7), Is. 3. - Pp. 174-178.
17. Семешхша О. В. Обчислювальний практикум : навч.-метод. поаб. /О. В. Семешхша, В. Г. Шамоня, М. Г. Друшляк. - Суми : СумДПУ iм. А. С. Макаренка, 2013. - 132 с.
18. Семешхша О. В. Новi парадигми у сферi осв^и в умовах переходу до Smart-суспiльства [Електронний ресурс] / О. В. Семешхша // Наук. вкн. Донбасу. - 2013. - № 3(23). - Режим доступу : http://nvd.luguniv.edu.ua/ archiv/NN23/ 13sovpds.pdf
19. Семенихина Е. В. К вопросу об использовании виртуальных лабораторий в учебном процессе и научной работе / Е. В. Семенихина, В. Г. Шамоня // Международный проект развития методических систем высшего профессионального образования „Проблемы методики обучения в высшей школе" : сб. ст. -Брянск : Изд-во БГУ, 2011. - С. 202-207.
References
1. The use of information technology in physics classes. // Library of the journal Physics in schools of Ukraine. -
Kharkiv: Basin, 2007. - 200 p.
2. Virtual laboratory PhET: Physics [Electronic resource] - Resource access mode: n
http://phet.colorado.edu/en/simulation/
3. VirtualLab Virtual Laboratory: Physics [Electronic resource] - Access to resource: http://www.virtulab.net/
W3MK0-MATEMATMHHA OCBITA ($MO)
BunycK 4(14), 2017
4. Educational software for physics for grades 7-10 of secondary schools. [Electronic resource] / Quasar-Micro
development - Access to resource resource:
http://letitbit.net/download/4393.4a32e497062592caacb77b9c0/phisic_86_zadachnik.rar.html
5. Petrytsia A. Features of the use of digital laboratories in the educational physics experiment / A. Petritsa / / Youth
and the market. - 2014. - No. 6. - P. 44-48. - Access mode: http://nbuv.gov.ua/j-pdf/Mir_2014_6_11.pdf.
6. PPM Library for electronic visualization Class 7-11 [Electronic resource] / Development of "Quasar-Micro" -
Access to resource resource:
http://letitbit.net/download/4393.4a32e497062592caacb77b9c0/phisic_79_zadach.rar.html
7. PPM Virtual Physical Laboratory Class 7-11 [Electronic resource] / Development of "Quasar-Micro" - Mode of
access to the resource:
http://letitbit.net/download/5130.5d6b90c529bc2c7de32e994ac/phisic_vl_10_11.rar.html
8. PPM Electronic task force on physics 7-9 class [Electronic resource] / Development of "Quasar-Micro" - Access
mode to the resource: https://yadi.sk/d/g_iDzoijGN8t6
9. PPM PHYSICS Class 11 [Electronic resource] / Development of Quasar-Micro - Access to resource: http://depositfiles.com/files/u7al4f7od
10. Regev I. Revolution in education. Physics [Electronic resource] / Isak Regev - Mode access to the resource: http://letitbit.net/download/1051.1e4500b4add6477166b941f9cdb6/ulc.phizika.rar.html.
11. Physical Designer [Electronic Resource] - Resource Access Mode: http://obr.1c.ru/educational/uchenikam/1s-fizicheskij-konstruktor-20/.
12. Digital Archimedes 4.0: Physics [Electronic resource]: [Web site]. - Institute of New Technologies. - Access mode: http://www.intedu.ru/object.php?m1=3&m2=2&id=1004
13. Einstein Digital Laboratory: Physics [Electronic resource]: [Web site]. - Institute of New Technologies. - Access mode: http://www.int-edu.ru/content/cifrovye-laboratorii-einstein
14. Crazy Machines [Resource] - Resource access mode: https://vsetop.com/torrent/1016/Crazy_Machines_.torrent.
15. Guerrero SM Knowledge of Teachers and a New Area of Knowledge: Pedagogical Technological Knowledge / S. M. Guerrero // Journal of Educational Computer Studies. - 2005. - Vol. 33. - No. 3. - pp. 249-267.
16. Semenikhina E., Yurchenko A. Professional Readiness of Teachers to Use Computer Visualization Tools: A Crucial Drive // Journal of Advocacy, Research and Education, 2016. - Vol.(7), Is. 3. - Pp. 174-178.
17. Semenikhina O. V. Obchysliuvalnyi praktykum : navch.-metod. posib. /O. V. Semenikhina, V. H. Shamonia, M. H. Drushliak. - Sumy : SumDPU im. A. S. Makarenka, 2013. - 132 s.
18. Semenikhina O. V. Novi paradyhmy u sferi osvity v umovakh perekhodu do Smart-suspilstva [Elektronnyi resurs] / O. V. Semenikhina // Nauk. visn. Donbasu. - 2013. - # 3(23). - Rezhym dostupu : http://nvd.luguniv.edu.ua/ archiv/NN23/ 13sovpds.pdf
19. Semenykhyna E. V. K voprosu ob yspolzovanyy vyrtualnbikh laboratoryi v uchebnom protsesse y nauchnoi rabote / E. V. Semenykhyna, V. H. Shamonia // Mezhdunarodnyi proekt razvytyia metodycheskykh system vyssheho professyonalnoho obrazovanyia „Problemy metodyky obuchenyia v vysshei shkole" : sb. st. - Briansk : Yzd-vo BHU, 2011. - S. 202 - 207.
COMPUTER SUPPORT FOR PHYSICS TRAINING: RETROSPECTIVE ANALYSIS
Valentine Stoma
Makarenko Sumy State Pedagogical University, Ukraine Abstract. The article presents a retrospective analysis of the software tools in physics. Reviewed: "the PPP Library e-clarity 7-11 class" (2008), "PPS Electronic book of problems in physics 7-9 class" (2009), "Educational software in physics for class 7-10 of the POPS" (2010), "Educational software in physics for class 7-10 of the POPS" (2011), "Revolution in training. Physics "(2011)," 1C: Physical designer "(2014)," Crazy Machines 1 "Earned!" "(2014 - 2017), PhET (2011) VirtualLab (2015), Einstein (2014), Archimedes (2014).
Given their advantages, disadvantages, classification, purpose and the class in which such appropriate computer support for learning physics course based on this arguments the feasibility of using future teachers of physics software in the educational process. We prove the value of software tools that allow you to organize the modeling, simulation and physical experiment: the virtual and the digital lab.
Key words: retrospective analysis, information technologies, program pedagogical means, computer programs, technologies of teaching physics, virtual loratory, digital laboratory, physics.
