За эти годы курс завоевал целый ряд призов и дипломов на национальных конкурсах учебных программ, признан лучшей образовательной программой по физике на ИТО-98, переведен и издан во многих странах (США, Англия, Франция, Германия, Италия, Греция, Австралия).
Авторами курса являются профессор МФТИ, руководитель сборной команды России на международных олимпиадах школьников по физике С. М. Козел (учебник, задачи, интерактивные модели); профессор, заведующий лабораторией физики института общего и среднего образования РАО В. А. Орлов (тесты, задачи) и заведующий лабораторией, Соросовский учитель, к.ф.-м.н. А. Ф. Кавтрев (лабораторные работы).
Чем была вызвана необходимость развития курса? Мы в равной степени стремились как учитывать многочисленные пожелания пользователей первой версии, так и использовать потенциал нашей команды разработчиков.
Все компьютерные модели были переписаны заново на языке Java. Это позволило использовать в новой версии Интернет-технологии (Java, HTML, Internet Explorer в качестве браузера и т. д.), что делает новую версию проектом, готовым для использования в Интернет и в проектах дистанционного образования.
Содержание курса
Новая версия нашего курса ориентирована на учащихся 7-11-х классов общеобразовательных учреждений, на абитуриентов, самостоятельно готовящихся к поступлению в вузы, и на слушателей подготовительных учреждений. Он также может быть полезен студентам педагогических вузов и школьным учителям физики. Для работы с курсом требуется компьютер, удовлетворяющий следующим техническим требованиям: операционная система Windows 95/98/NT/2000, Pentium 100, 10+56 Мбайт (Internet Explorer 4.01) свободного дискового пространства, 16 Мбайт оперативной памяти, CD-ROM, SVGA 800(600).
Первая часть курса включает разделы: механика, механические колебания и волны, молекулярная физика, термодинамика.
В новой версии курса добавлено хорошо иллюстрированное пособие, которое, по существу, является подробным справочником по физике, имеющим структуру учебника. Работа с ним помогает пользователю припомнить основные физические понятия и значения важнейших физических констант, разобраться в закономерностях изучаемых явлений. Содержание справочника полностью соответствует программе курса физики для общеобразовательных учреждений России. Учебник систематически излагает материал программы. Большинство из 44 параграфов учебника рассчитаны на учащихся основной школы; однако некоторые параграфы предназначены для классов с углубленным изучением физики (рассмотрены такие темы, как вращение твердого тела, механические автоколебания, второй закон термодинамики, энтропия и т. д.).
Каждая излагаемая в учебнике тема сопровождается подборкой задач. Часть задач (около 100) снабжена решениями или подробными указаниями, позволяющими напомнить пользователю методику решений. Другая часть (около 150) предназначена для самостоятельного решения и самопроверки. В курс включены задачи различной трудности – от очень простых «одноходовых» задач, до весьма трудных задач, представляющих собой маленькие теоретические исследования для развития творческих способностей учащихся.
Самостоятельно решенные задачи могут быть сверены с «правильным решением»; при этом результат может быть занесен в журнал успеваемости данного учащегося. С помощью этого журнала школьные учителя, преподаватели подготовительных курсов или даже родители могут контролировать успехи учащегося при самостоятельной работе над курсом.
Наряду с традиционными задачами в курс включено значительное количество тестовых задач, в которых предлагается выбрать правильный ответ из серии возможных ответов. Такой способ проверки знаний широко используется в зарубежной практике. Последние годы тестирование активно внедряется и в России, в том числе во время вступительных экзаменов в некоторые вузы.
Полноценное физическое образование невозможно без экспериментальной работы в лабораториях. К сожалению, в настоящее время в силу известных причин во многих общеобразовательных учреждениях кабинеты физики пришли в упадок. Курс «Открытая физика 2.0» предлагает учащимся выполнить несколько лабораторных компьютерных экспериментов, которые в какой-то мере могут восполнить недостатки экспериментальной подготовки учащихся. Лабораторные задания в курсе формулируются так, что сначала учащийся должен дать ответ на поставленный вопрос, а затем проверить правильность полученного результата, выполнив компьютерный эксперимент.
Разумеется, компьютерная лаборатория не может полностью заменить настоящую физическую лабораторию. Однако выполнение компьютерных лабораторных работ требует определенных навыков, характерных и для реального эксперимента – выбор условий эксперимента, установка параметров опыта и т. п. В этом смысле лабораторные работы в электронном курсе физики будут, несомненно, полезны учащимся.
Компьютерные модели
Электронный учебник, задачи, контрольные вопросы и тесты, лабораторные работы – все это составляет содержание курса «Открытая физика 2.0». Однако, главной отличительной особенностью, ядром курса являются многочисленные интерактивные физические модели — уникальные и оригинальные разработки компании «Физикон», которые высоко оценили пользователи во многих странах. В новой версии число моделей значительно увеличилось: в первую часть курса включено более 50 физических моделей, позволяющих в динамике проиллюстрировать изучаемое физическое явление.
Предлагаемые модели дают возможность в широких пределах изменять условия физических экспериментов (значения массы, скорости, ускорения, жесткости пружин, температуры; параметры, задающие характер протекающих процессов и т. д.). Такая интерактивность открывает перед учащимся огромные познавательные возможности, делая их не только наблюдателями, но и активными участниками проводимых экспериментов. Следует отметить, что в компьютерных моделях воссоздаются реальные условия физических экспериментов; это в значительной степени способствует выработке у учащихся ощущения реальных масштабов физических явлений и процессов.
Как использовать курс в школе
Компьютерный курс «Открытая физика 2.0» ориентирован главным образом на индивидуальную самостоятельную работу учащегося. Но он может быть широко использован и на уроках в школе. Учитель, в зависимости от уровня подготовки учащихся и изучаемого материала, может подобрать из курса нужные физические модели, задачи, тесты. Работа с «живыми» моделями физических явлений с последующим обсуждением и теоретическими оценками вызывает у учащихся повышенный интерес и создает в классе атмосферу коллективного творчества.
На старшей ступени в классах гуманитарного профиля курс «Открытая физика 2.0» может быть использован просто как демонстрационная лаборатория для иллюстрации качественного аспекта физических процессов и явлений. В классах основного профиля курс может использоваться для повторения пройденного материала, для контроля знаний учащихся, для иллюстрации количественного аспекта изучаемых физических явлений (по выбору учителя) и т. д.
Содержание курса «Открытая физика 2.0» практически полностью перекрывает программу для классов с углубленным изучением физики. Курс включает ряд тем, не изучаемых в классах основного профиля и недостаточно подробно раскрытых в стандартных учебниках. Кроме того в курсе имеется много задач и тестов повышенного уровня, ориентированных на учащихся, проявляющих глубокий интерес к изучению физики. Мультимедиа-курс «Открытая физика 2.0» легко встраивается в концепцию школы-двенадцатилетки.
Эффективность использования курса «Открытая физика 2.0» в классной работе в значительной степени зависит от инициативы и опыта учителя, а также, разумеется, от технической оснащенности школы. В помощь учителю один из авторов курса, А. Ф. Кавтрев, подготовил подробное пособие по первой версии курса, в котором проводится детальный методический разбор вариантов его использования на уроках. Ожидается выход методического пособия и по новой версии курса.
Новый проект компании: «Физикон» – школе XXI века
В начале 2000 года компания «Физикон» объявила о реализации нового проекта для школ России. Учитель может бесплатно получить сетевую версию любой из обучающих программ компании для использования в школе. Для этого необходимо заключить Договор об использовании учебных компьютерных курсов, образец которого находится на странице для учителей на сайте www.college.ru и выполнить его условия. «Физикон» предоставляет максимальные скидки при закупке дисков для работы учеников дома, а также осуществляет электронные публикации методических разработок учителей на своем сайте.
Сотрудничество с компанией «Физикон» дает учителю возможность вести научно-педагогическую работу, получать консультации по использованию программ у опытных методистов и учителей, обмениваться опытом.
«Открытый колледж»
В новой версии курса компанией «Физикон» сделан первый шаг на пути интегрирования учебных компьютерных курсов, выпускаемых на компакт-дисках, и индивидуального обучения через Интернет. «Открытая физика 2.0 « органично встраивается в новый проект дистанционного обучения через Интернет — «Открытый Колледж», очередная версия которого выпущена в январе 2000 года. Каждый зарегистрированный пользователь «Открытой физики 2.0» получает пароль доступа в «Открытый колледж». Это — первый в России полнофункциональный Интернет-проект для самообразования, включающий обучение школьников (физика, математика, химия и т. д.) и курсы для профессионального образования. В ходе выполнения проекта уже созданы и создаются сайты www.college.ru, www.mathematics.ru, www.physics.ru, www.chemistry.ru, www.biology.ru, www.geography.ru, www.english.ru
Кроме большого объема теоретического материала, ученику предоставляется возможность решать задачи, выполнять контрольные тесты, общаться с виртуальным учителем, получать электронные консультации и многое другое. Предоставляются большие возможности для самотестирования (проверки своих знаний). При этом задания формируются индивидуально, в зависимости от возраста и уровня знаний ученика.
Учитель средней школы также найдет много полезного в «Открытом колледже». Например, там представлена подборка методических статей по опыту использования компьютерных программ на уроках физики. Планируется публиковать методические материалы, проводить консультации, обмениваться опытом использования учебных компьютерных программ в школе.
В настоящее время доступ в систему — бесплатный, однако со временем планируется предоставлять платные образовательные услуги. Предполагается, что индивидуальные электронные консультации будут проводить квалифицированные педагоги и ученые.
Сегодня поступить в «Открытый Колледж» можно, просто зарегистрировавшись на сервере www.college.ru.
Учебные материалы разработаны в сотрудничестве с ведущими российскими и зарубежными педагогами и учебными заведениями. Так, в проекте использованы известные тесты по физике профессора В. А. Орлова, тесты по английскому языку разработаны American Academy of Foreign Languages. Для консультаций по физике и математике привлекаются преподаватели Московского физико-технического института (МФТИ).
Для профессиональной подготовки предлагаются курсы по основам бизнеса и экономики и информационные ресурсы по изучению английского языка. Разрабатывается ряд специальных курсов по защите информации в сетях, основам информатики и Интернет для определенных категорий специалистов и другие.
Разработана специальная система управления проектом, которая совмещает функции журнала достижений и учетной системы. Можно сделать перерыв в обучении, а затем продолжить его, — индивидуальная информация о достижениях и состоянии счета пользователя сохранится на сервере проекта.
Что впереди
«Открытая физика» — живой, развивающийся проект. Наша компания стремится соединить в нем все, что нужно школьнику, абитуриенту, учителю для изучения физики как на уроках в школе, так и при самостоятельных занятиях дома. Интегрированность курса в Интернете дает также возможность организовать как для учителей, так и для школьников различные творческие проекты. «Открытая физика» вполне может стать основой для межшкольных проектов, направленных на вовлечение старшеклассников в активную исследовательскую деятельность, моделирование физических явлений, создание новых самостоятельных Интернет-проектов.
Гомулина Наталья Николаевна – методист по физике ОМЦ Западного округа г. Москвы.