Методика преподавания атомной физики с использованием компьютерных технологий

На основании соответствия содержания учебного материала целевому назначению динамических компьютерных моделей выделяют несколько вариантов использования динамических компьютерных моделей при объяснении нового материала:

1. в теории, основанной на явлениях, для которых важно знать их механизм;

2. в теории, основанной на исторических опытах;

3. в теории по материалу повышенной труднос

ти;

4. для демонстрации применения изучаемого явления в жизни и технике;

5. для построения графиков, необходимых для изучения нового материала.

Электронный учебник по атомной физике был разработан с помощью программ Macromedia Flash 8 и Microsoft Office FrontPage 2003. С помощью первой программы были созданы и форматированы все анимации электронного учебника, а с помощью второй была разработана структура учебника. Эти программы на нынешнее время являются одними из самых понятных красочных и легкодоступных программ своего рода.

Методика включения компьютерных моделей в структуру преподавания атомной физики

Изучение атомной физики начинается со строения атома. Учитель рассказывает историю открытия атомов. Далее рассматриваются различные представления о структуре, и содержании атома. В момент объяснения того что атомы состоят из положительно заряженного ядра и движущегося по орбитам отрицательно заряженных электронов включают модель «Строение атома». Показ анимации можно произвести в два подхода:

первый, при воспроизведении модели сопровождать её комментариями,

второй, для закрепления понятия, воспроизвести модель без комментариев. Эту же анимацию демонстрирует при изучении строении ядра атома. В этот раз ученикам становится понятно, что такое нуклоны и почему атом в целом нейтрален. Данная тема является основополагающей в изучении атомной физики и поэтому компьютерная модель должна как можно ярче дать представление об атоме. (Рис1).

Далее рассматривается энергия связи нуклонов в ядре. Вводится понятие удельной энергии связи. Ученики записывают определение в тетрадь. Далее для объяснения сущности энергии связи учитель разбирает тему синтез и деление ядер. И для наглядности, что такое синтез и деление, поочередно включают соответствующие анимации. Анимации показывают на примере простой модели как происходит синтез и что получается в итоге, аналогично показывается и деление ядер. Во время показа обе анимации должны сопровождаться комментариями учителя. (Рис2)(Рис3)

Следующим по порядку идет введение понятия радиоактивный распад. Учитель даёт определения альфа, бета распаду и гамма-излучению. Учениками все определения записываются в тетрадь. Учителем объясняется что при альфа распаде выделяется атом гелия, при бета - один электрон. Это важно закрепить, чтобы учащиеся в дальнейшем не путались и для этого включают анимацию «радиоактивность». (Рис4)

После темы «Радиоактивность» происходит рассмотрение вопроса « Закон радиоактивного распада». Вводится понятие периода полураспада. И также выводится и объясняется формула закона радиоактивного распада. Ученики всё записывают в тетрадь. А для визуального представления включают одноименную анимацию, которая показывает, как с течением времени убывает количество радиоактивных атомов. (Рис5)

При изучении темы «Ядерный реактор», можно воспользоваться озвученной анимацией, которая находится в разделе видео. Это даст наглядное представление ученикам о принципе работы ядерного реактора.

На уроке обобщения и систематизации знаний по рассматриваемому нами подразделу, ученикам ещё раз показываются поочередно все анимации данной темы для того, чтобы у них сложилась полноценная картина изученного ими материала. Во время повторного показа можно останавливать анимации и просить учеников объяснить увиденное ими явление.

Также разработанная программа может служить и для самостоятельного обучения. Для каждой анимации присутствует теоретический материал, что облегчит понимание увиденного учениками.

Итогом нашей работы является создание фрагмента программы по атомной физике для базовых и профильных школ. В программе была реализована красочность материала, удобная навигация, присутствие теоретического материала. Также была разработана методика включения данного материала в школьный курс физики.

В настоящее время развития компьютерных технологий, очень мало программ посвящено изучению атомной физики. И те, которые есть, содержат в себе лишь малую часть того, что необходимо ученикам для понимания этого подраздела.

Разработанная мною программа также не является завершённой. В силу нехватки времени мне не удалось более широко обхватить весь материал. В программе не были затронуты такие вопросы как: деление ядер урана, искусственная радиоактивность и другое. В дальнейшем, мы планируем продолжить исследование возможностей использования электронных ресурсов при изучении атомной физики.