Засоби НІТ у навчальному фізичному експерименті

Стрімке збільшення потоку наукової інформації у період технічного прогресу людства потребує своєчасного адекватного відбиття в навчальному процесі. Використання засобів нових інформаційних технологій (НІТ) сприяє не лише покращенню емоційного сприйняття, а й підвищенню інформативності навчального матеріалу, його наочності та доступності. Фізика за своєю основою є експериментальною наукою. Шкільний фізичний експеримент тісно повязаний з теоретичним навчанням.

Навчальний експеримент передбачає: висунення теоретичної гіпотези, яка вимагає практичного підтвердження, розробку методу дослідження, постановку експерименту, спостереження за його ходом, зняття фізичних параметрів, їх систематизацію, аналіз та узагальнення і формулювання висновків щодо проведеної роботи. Зважаючи на універсальність, компютерну техніку можна використати на всіх етапах проведення експерименту. Це відкриває нові, перспективні підходи щодо отримання експериментальних даних.
Ефективність застосуванняЕОМ в експериментально-дослідній роботі зумовлюється такими чинниками: висока точність результатів та їх достовірність, оскільки програмні засоби уможливлюють застосування методів, що знижують нагромадження похибок під час округлення та обчислення проміжних величин; скорочення кількості складних, дорогих і унікальних приладів; підвищення якості та інформативності дослідження за рахунок ретельнішої обробки даних; збільшення кількості обєктів, що контролюються; підвищення емоційного впливу; скорочення циклів дослідження на основі прискорення підготовки і проведення експерименту, оперативного використання результатів аналізу, зменшення часу обробки та систематизації даних.
Компютеризація експерименту розширює обізнаність учнів з досліджуваним фізичним явищем, формує навички і надає їм впевненості під час використання сучасних експериментальних методів, ознайомлює з передовими засобами пізнання, видами контролю за технологічними процесами на виробництві, дає змогу по-новому розглядати методику постановки шкільного експерименту.

Сучасні персональні компютери (ПК) уможливлюють використання ЕОМ у дослідній роботі з підключенням відповідних допоміжних пристроїв у ролі засобів контролю, реєструючих приладів, приладів візуального відбиття та ін. На екрані графічного дисплея можна формувати систему шкал вольт-, ампер- і ватметрів та багатьох інших вимірювальних приладів, що реєструють певні параметри досліджуваних обєктів. В експериментально-дослідній роботі проміжною ланкою між ЕОМ і обєктом дослідження є датчики та перетворюючі пристрої. Як правило, датчики сприймають інформацію в аналоговому вигляді (температура, тиск, освітленість, вологість, напруга та ін.), яку перш ніж „подати” до компютера, необхідно перетворити в цифрову форму. Під час роботи з групою датчиків програми забезпечують періодичне опитування стану кожного з них. Після обробки експериментальних даних ЕОМ направляє результати в необхідному для аналізу вигляді на пристрої виводу.
Для використання апаратних засобів ЕОМ, опрацювання сигналів, що надходять, і виведення результатів у зручній для сприйняття формі створюють відповідні програмні засоби обробки та дослідження сигналів. Такі програми можуть бути спеціалізовані призначені для дослідження конкретного фізичного обєкта, або універсальні для забезпечення певного виду експериментів. Програмні засоби, призначені для забезпечення сприйняття іиформації про зміну параметрів фізичних величин та їх характеристик від датчиків та перетворюючих пристроїв для її наступної обробки в цифровому вигляді, збереження та реєстрації на засобах виводу, відносять до експериментально-дослідних.
Питання комп’ютеризації експериментально-дослідної роботи неодноразово порушувалися в наукових та навчально-методичних виданнях, але специфіка підходу щодо застосування та їх інформативність недостатні для використання в шкільній практиці. Виконання таких робіт у навчальному процесі забезпечує розроблений пакет педагогічних програмних засобів (ППЗ) „F(t)”. Він призначений для демонстрації і дослідження зміни фізичних величин з часом та експлуатації ПК типу ІВМ РС як осцилограф. ППЗ „F(t)” забезпечує візуалізацію часових змін характеристик фізичних величин, що досліджуються за допомогою датчиків резистивного типу (фото-, термо-, магніто- і газорезистори та ін.) та перетворювачів, підключених до аналогово-цифрового порту вводу ЕОМ ІВМ РС і сумісних з ними. Інструментальна похибка у вимірюваннях та розрахунках на основі рекомендованого пакету програм не перевищує 5 %. Дослідження проводять у системі з реальним масштабом часу.
Наочність та інформативність споглядання ходу демонстраційного експерименту забезпечується безпосереднім спостереженням використаного обладнання і засобів, а також результатів обробки експериментальних даних у графічному та цифрознаковому вигляді на дисплеї ЕОМ і копії, отриманої на друкуючому пристрої. Передбачено збереження експериментальних результатів та функціональної залежності, добутих під час досліджень, у бібліотеці даних для наступного використания для актуплізації опорних знань, на уроках узагальнення набутих знань, умінь та навичок, а також під час повторения навчального матеріалу.
Такий комп’ютеризований підхід до проведення шкільного фізичного експерименту розширює обізнаність учнів з досліджуваними явищами, надає їм впевненості під час використання сучасних експериментальних засобів, ознайомлює з передовими способами пізнання, новими інформаційними, навчальними технологіями, сучасними методами контролю за технологічними процесами на виробництві, перспективними методами наукових досліджень, навчає розрізняти реальні та ідеальні обєкти фізики, створює умови оновлення методики та техніки постановки шкільиого демонстраційного експерименту з фізики.

Date: 2015-09-18; view: 401; Нарушение авторских прав