Вопрос №27

Организация работы учащихся с готовыми компьютерными моделями.

Более востребованной в массовой учебной практике является работа с «готовыми» виртуальными моделями. Представленные ранее требования к разработке моделей могут рассматриваться в качестве критериев выбора учителем физики «готовых» моделей для лабораторного занятия. На занятиях могут использоваться «готовые» учебные модели разного уровня интерактивности. Модели первого и второго уровней целесообразны при изучении и повторении материала перед лабораторным занятием. Модели третьего уровня могут с успехом использоваться в системе виртуального лабораторного практикума или для дополнительной работы учащихся в виртуальной среде на традиционных лабораторных занятиях. Модели четвертого уровня интерактивности полезны для применения в творческой проектной деятельности учащихся, сопутствующей лабораторным занятиям по предмету. Их можно использовать в рамках исследовательских физических практикумов.

Рассмотрим методику организации работы учащихся с «готовыми» компьютерными моделями и особенности ее освоения студентами.

Для работы с «готовой» учебной моделью, как и для работы с другими учебными объектами, может быть разработан некий обобщенный план (ОП), использование которого в обучении будет способствовать формированию у учащихся общего подхода к работе с данным объектом виртуальной среды. Первые попытки построить обобщенные планы учебной деятельности школьников в работе с виртуальными учебными моделями относятся к 2003 г. Анализ содержания и уже имеющийся опыт работы с данными планами показывает, что предложенная ранее структура этих планов нуждается в уточнении. Важно не только откорректировать содержание действий, входящих в состав ОП, но и определить их более рациональный порядок.


Обобщенный план работы с «готовой» виртуальной моделью

1.Рассмотрите составляющие интерфейса модели. Обратите внимание на активные «окна» и «клавиши» интерфейса. В случае необходимости обратитесь к разделу «помощь» или «справка». Уточните в итоге уровни доступа к работе с моделью:

·блоку ввода данных,

блоку их обработки,

·блоку вывода результата на экран.

2.Обратите внимание в блоке ввода данных на те элементы модели, а также те ее параметры, которые могут быть изменены пользователем (выбор и/или перемещение элементов, ввод начальных и граничных условий, изменение временных и/или пространственных масштабов и пр.).

3.Проанализируйте возможности управления моделью через блок обработки данных (изменение или модификация математической задачи, лежащей в основе моделирования, использование математического пакета обработки данных - работа с графиками, статистический анализ данных и пр.).

4.Уточните возможности управления моделью через блок вывода результатов виртуального эксперимента на экран монитора (см. имеющийся выбор способов представления данных на экране монитора - протокол, таблицы, графики функций, рисунок, динамическая модель).

5.Запустите модель. Произвольно изменяя состав элементов модели и значения ее параметров в блоке ввода данных, обратите внимание на возможные состояния модели, особенности ее поведения в разных условиях.

6.Сформулируйте цели изучения материала на основе работы с данной моделью или цели учебного исследования явления на основе его модели:

·просмотр различных вариантов работы модели и фиксация полученных результатов в качестве иллюстраций к изучаемому материалу;

·тестирование модели (оценка уровня достоверности результатов моделирования на основе сравнения с известными результатами натурного эксперимента);

·исследование поведения модели в новых условиях (выдвижение модельных гипотез) с последующей проверкой в натурном эксперименте.

7.Составьте план работы с моделью:

·определите, какой параметр модели необходимо изменять для выявления интересующих особенностей ее поведения;

·выясните, какие результаты и в какой форме следует зафиксировать в ходе исследования;

·при наличии некоторого числа изменяемых параметров модели следует определить этапы работы, на каждом из которых следует изменять лишь один из параметров, оставляя другие параметры модели постоянными;

·при достаточной ясности поведения модели в различных условиях возможно одновременное изменение нескольких параметров;

·при проведении количественных экспериментов следует уточнить (назначить) пределы и шаг изменения параметров модели.

8.Определите способы записи результатов работы модели (традиционные или электронные: протоколы, таблицы, диаграммы, схемы, графики и пр.).

9.Изучите (исследуйте) работу модели в соответствии с намеченным планом. Зафиксируйте результаты работы рациональным способом.

10.Выполните при необходимости математическую обработку полученных данных. Используйте соответствующие задачам обработки инструментальные программы для ЭВМ.

11.Проанализируйте полученные данные, сформулируйте выводы:

·при формулировке вывода обратите внимание на поставленные ранее цели работы с моделью; отметьте, удалось ли достичь поставленных целей и в какой степени;

·при изучении поведения модели при различных значениях ее параметров, обязательно обратите внимание на те ситуации, в которых происходила смена режимов ее поведения.

12.Если работа с моделью носила исследовательский характер, то определите цели дальнейшего исследования:

·цели последующего натурного эксперимента;

·цели дополнительного виртуального эксперимента;

·цели модификации компьютерной программы, реализующей модель.

13.Подготовьте отчет (устный рассказ, письменный отчет, компьютерную презентацию) о выполненной работе.