У нинішніх умовах стрімкого науково-технічного розвитку й переходу до нового змісту освіти помітно зростає роль експерименту при вивченні фізики здобувачами освіти. Система демонстраційних, фронтальних і домашніх дослідів, експериментальних задач, фронтальних лабораторних робіт та фізичного практикуму сприяє глибшому й всебічному засвоєнню програмного матеріалу, допомагає здобувачам освіти ознайомитись з принципами вимірювання фізичних величин, оволодіти способами і технікою вимірювань та методами аналізу похибок.
При викладенні сучасних уроків з фізики існує цілий комплекс лабораторних робіт та робіт практикуму, який і складає основу експериментального методу навчання. Проте проблема удосконалення навчального фізичного експерименту є ще далеко нерозв’язаною, і навряд чи це взагалі можливо за умов постійного розвитку сучасної науки і техніки, коли сфера експериментальних досліджень увесь час розширюється, охоплюючи дедалі складніші явища природи [2]. Вирішити це питання у певній мірі можуть віртуальні симулятори, за допомогою яких можна змоделювати фізичні явища та процеси. Симуляції допомагають провести фізичний експеримент за короткий інтервал часу та отримати результати дослідження у зручному форматі.
Одним з варіантів симуляції можна використати платформу PhET (Phisics Education Technology), яка є вільною у доступі (програмний засіб під ліцензією GNU/GPL). PhET розроблений Університетом Колорадо, містяться віртуальні лабораторії, які демонструють різні явища у галузі фізики, хімії, біології, географії та деякі інтерактивні математичні інструменти. Вони розроблені з використанням технології Java та HTML5, що дозволяє проводити демонстрації в он-лайн режимі, а також завантажувати на персональний комп’ютер і вбудовувати на web-сторінки власного дистанційного курсу у вигляді віджетів. Усі перелічені можливості передбачені на сторінці кожної демонстрації PhET. Усі демонстрації та симуляції фізичних яких є інтерактивними. Окрім цього PhET містить віртуальні фізичні лабораторії, інтерфейс яких є інтуїтивним і не вимагає спеціальних знань та навичок у користуванні. Віртуальні лабораторії містять одне або кілька завдань, а також набір елементів, які необхідні для виконання завдання.
Основна мета PhET є візуалізація та пояснення явищ, і не передбачає перевірку рівня засвоєння знань здобувачів освіти. Виконання віртуальних експериментів удома до проведення реального експерименту сприяють кращому розумінню суті фізичних явищ і розумінню їх закономірностей, змінюючи параметри експерименту, які через особливості реального обладнання змінити неможливо і сприяють впевненій і спокійній діяльності здобувачів освіти, зокрема, під час роботи з дорогим або чутливим до пошкоджень обладнанням. Саме тому актуальною є проблема методики впровадження і використання симуляції у навчальному фізичному експерименті. Дослідження симуляцій, як і будь-які інші вміння здобувачів освіти, мають носити загальний характер. Тому потрібний загальний план організації роботи здобувачів освіти з симуляціями, використання якого в навчальній діяльності сприятиме формуванню у них загального підходу до роботи з даною симуляцією [3].
При роботі з симуляціями PhET можна притримуватися наступної послідовності дій: 1) огляд інтерфейсу симуляції; 2) чітко визначити змінні параметри експерименту; 3) аналіз можливостей керування обробкою даних; 4) аналіз можливостей управління виведенням результатів експерименту на екран монітора; 5) запустити симуляцію; 6) формулювання мети вивчення матеріалу на основі роботи з симуляцією; 7) огляд різних варіантів роботи симуляції і фіксація отриманих результатів; 8) тестування симуляції (оцінка рівня достовірності результатів моделювання на основі порівняння з результатами реального експерименту); 9) дослідження поведінки симуляції в нових умовах з наступною перевіркою під час реального фізичного експерименту [1].
Сучасний підхід до ефективного проведення фізичного експерименту полягає у комбінуванні реального і віртуального експериментів з використанням нових технологій навчання для формування ключових і предметних компетентностей здобувачів освіти. Лише вміле поєднання комп’ютерних технологій і традиційних методів викладання фізики дадуть бажаний результат: високий рівень засвоєння знань з фізики й усвідомлення їх практичного застосування.
СПИСОК ДЖЕРЕЛ
- Лаврова А. В. Підхід до організації і проведення шкільного навчального фізичного експерименту. Інформаційні технології і засоби навчання. 2015. Т. 50. Вип. 6. С. 57-70.
- Слюсаренко В. В., Гончарова І. В. Вдосконалення фізичного експерименту в освітньому процесі. Scientific Collection «InterConf» (114): with the Proceedings of the 10th International Scientific and Practical Conference «International Forum: Problems and Scientific Solutions», June 26- 28, 2022. Melbourne, Australia: CSIRO Publishing House, 2022. С. 335-342.
- Слюсаренко В. В., Садовий М. І. Використання новітніх технологій при виконанні фізичного експерименту. Збірник наукових праць Кам’янець-Подільського національного університету ім. І Огієнка. Сер. Педагогічна. 2012. Вип. 18. С. 31-34.