Laborator virtual: Capitole de Fizică Interactivă

Concepte de bază   

   Laboratorul virtual conține o serie de capitole de fizică interactivă care sunt predestinate pentru soluționarea unui șir de probleme didactice legate de modernizarea predării, facilitarea înțelegerii și
învățării aprofundată a fizicii.

   Lucrările propuse pe acest site www.proIntelect.com sunt un produs intelectual pedagogic nou şi de performanţă, realizate în urma unei experiențe de 15 ani de cercetări științifice, metodologice și didactice aprofundate în domeniul învățământului asistat de calculator… Capitolele de fizică interactivă propuse aici cuprind 10 teme și peste 50 experimente virtuale sunt doar o mică parte din aplicațiile elaborate la toate capitolele de fizică de liceu și facultate.

............................................................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................................................

La elaborarea softurilor autorii au pornit de la următoarele concepte:

1. calculatorul este cel mai puternic și performant mijloc de instruire și educație din întreaga istorie a învățământului;
2. regula general valabilă care spune că o imagine valorează cât o mie de cuvinte;
3. fizica-disciplină este avantajată în utilizarea calculatorului la predarea - învăţarea materiei de studiu;
4. calculatorul are o serie de priorități deosebite, printre care :
- posibilitatea creării cu ajutorul lui a unor reprezentări noi ale informației care nu sunt proprii manualelor, în general, și a celor de fizică, în particular;
- numai calculatorul, acest profesor virtual, este în stare să creeze orice reprezentări/imagini în dinamică, în schimbare controlată a acestora.
5. în ierarhia aranjării și utilizării mijloacelor și procedeelor de predare/învățare eficientă simulările, realizate pe calculator, au un înalt randament didactic și ocupă aceeași nișă de rând cu experimentele reale sau cele de laborator;
6. în condițiile exploziei informaționale utilizarea calculatorului în învățământ nu este un moft al cuiva, nici o modă ci un imperativ al epocii care pune bazele unei societăți informatizate și ale învățării pe parcursul întregii vieți ș.a.

                                                                                  ***

   Particularități și calități deosebite ale softurilor de fizică de la ProIntelect ( Chișinău ):

1. Toate simulările, în exclusivitate, sunt elaborate pornind de la modelul științific al procesului sau fenomenului fizic considerat.
2. Toate experimentele virtuale, propuse pe www.proIntelect.com constituie o reelaborare originală a conceptelor științifice pe calculator și sunt foarte aproape de experimentele reale.
3. Experimentele și lucrările de laborator se efectuează în timp real cu mijloace (accesorii virtuale) analoage celor reale din laborator.
4. Toate modelele interactive permit schimbarea controlată a condițiilor experimentului ( în limite largi dar rezonabile pentru modelul științific unanim acceptat al fenomenului considerat ).
5. Datorită măsurătorilor și calculelor aplicațiile, elaborate pe baza modelului științific, capătă un pronunțat caracter practic și de finalitate în studiul, înțelegerea esenței și a modului de manifestare a fenomenelor fizice în toată complexitatea lor.
6. Modelarea științifică a fenomenelor și elaborarea instrumentelor virtuale de măsurare, analoage celor de laborator, asigură reproducerea nelimitată și garantată a rezultatelor măsurătorilor ( cu generarea erorilor aleatorii).
7. Lucrările sunt concepute astfel ca elevul (sub egida profesorului) să poată realiza un studiu complex (echivalent cu o cercetare ştiinţifică) al fenomenului/procesului fizic studiat.
8.
Capitolele de fizică interactivă pe calculator nu schimbă modul de a face educație: se schimbă și se diversifică doar tehnologia, beneficiarul principal fiind elevul. Învățarea va trece pe primul loc iar predarea pe locul doi, se va trece de la învățarea prin receptare la învățarea prin acțiune, prin cercetare și descoperire.
9. Capitolele de fizică interactivă propuse aici au, în fond, aceeași structură:

a) Noțiuni teoretice însoțite de diferite reprezentări sub formă de scheme, imagini etc.

b) Autoevaluare (întrebări și probleme calitative)

c) Documentare

d) Evaluare ( probleme pentru lucru de sine stătător )

e) Experimentați și explicați

f) Experimente virtuale calitative și aplicative

g) Lucrări de laborator (obiective, accesorii virtuale, modul de lucru, calculul erorilor experimentale)

h) Anexe

 

Pentru a extinde posibilitățile didactice ale softurilor de fizică propunem suplimentar:

10. Generatorul de probleme experimentale aplicative care permite generarea acestora într-un număr corespunzător numărului de elevi din clasă. Baza de date a generatorului include următoarele informaţii: lista elevilor, condițiile de realizare a experimentului și rezultatul final pentru fiecare variantă. Elevii nu au acces la această informaţie.
11. Generatorul de probleme cantitative (cu bază de date) pentru organizarea lucrului de sine stătător, individual și diferențiat sau pentru evaluarea operativă a cunoștințelor elevilor.

Calculatorul - colegul virtual al profesorului de fizică

   Capitolele de fizică cu hipertext și experimente interactive, cu probleme de dificultate diferită au un pronunțat caracter aplicativ și sunt de fapt capitole ale manualului electronic de fizică. Structura și conținutul softurilor propuse îi dau profesorului multe grade de libertate în selectarea informației-cheie pentru organizarea optimă și dirijarea procesului didactic, în proiectarea lecțiilor, pornind de la cerinţele curriculare, cerinţele şi scopurile didactice ale domniei sale şi interesele şi capacităţile elevilor. Profesorul de fizică, asigurat cu un calculator cu periferice și programele propuse de ProIntelect va avea un mare ajutor garantat din partea colegului său virtual. Profesorul de fizică are la dispoziție două alternative oferite de mijloacele tradiţionale şi noile tehnologii informaționale, care trebuie să fie complementare şi eficient dozate. Utilizarea tehnologiilor inovaționale nu se reduce numai la prezentările în Power Point. Randamentul școlar crește mult dacă softul (software) educațional este componenta principală atât în predare, repetare cât și în lucrul individual al elevilor.

Calculatorul – cel de al doilea profesor de fizică al elevului

   Pentru elevi, calculatorul, asigurat cu softuri de calitate, devine cel de al doilea profesor de fizică - unul virtual dar sigur. Un soft, ce conține toate compartimentele de care elevul are nevoie: cel teoretic, partea practică (experimente interactive, lucrări de laborator și probleme) și cel de evaluare (autoevaluare) poate fi utilizat cu maximă eficiență. Doar printr-un singur click pe Cuprins elevul poate trece liber ( ori de câte ori are nevoie! ) de la experiment la teorie și invers. În procesul utilizării acestui tip de soft elevul nu are nevoie să recurgă la memoria exterioară, făcându-și notițe, cu excepția cazului completării tabelului pentru datele experimentale sau rezolvării problemelor. El nu trebuie decât să fie activ și atent la formarea propriilor cunoștințe. În urma exersării repetate a celor studiate pe ecranul calculatorului creierul, cu un efort minim, va „înmagazina” informația și, în felul acesta, va fi stimulată memoria de lungă durată. Utilizarea acestor softuri facilitează înțelegerea în procesul de învățare eficientă chiar din clasă, elevii reținând mult mai ușor și pe o durată mai mare informațiile noi pentru că, involuntar, le asociază cu reprezentările sau imaginile respective, cu dinamica schimbării acestor imagini la schimbarea controlată a valorilor mărimilor fizice și parametrilor geometrici ai dispozitivului virtual, cu schimbarea valorilor finale ale măsurătorilor efectuate.

Destinatari
Capitolele de fizică interactivă sunt predestinate pentru:

- profesorii de fizică;

- elevii de liceu;

- studenții care studiază Fizica Generală;

- studenții care studiază cursul universitar de Didactica ( Metodica predării) Fizicii;

- reciclarea profesorilor de fizică;

- pregătirea examenului de Bacalaureat;

- profesorii și elevii care practică ore de meditație la fizică;

- pregătirea elevilor participanți la diferite concursuri și olimpiade de fizică etc.

 

Publicații

   Rezultatele cercetărilor științifice și softurile elaborate pe baza acestor cercetări au fost raportate la conferințele „V.Adamachi ” 2002, Colocviul Național de Fizică „Evrica”(aa.1997- 2007), The 3 –rd International Collocvium „Matematics in Engeenering and Numerical Physics” (București,2004) , CNIV 2005-2007 (premiul de excelență pentru a.2006), „Physique-Chimie” Pierron International-Catalogue 2003-2004 (pag.68) și publicate într-o serie de reviste de specialitate. În total 45 de publicații.

Vom fi nespus de bucuroși dacă aceste Capitole de Fizică Interactivă vor reuși:

   - să trezească interesul profesorilor de fizică și al tinerilor studioși;

   - să faciliteze înțelegerea aprofundată a fenomenelor/proceselor fizice și a experimentelor de laborator;

   - ca, în urma studiului legilor naturii modelate în toată frumusețea lor pe calculator, să producă tuturor utilizatorilor o deosebită satisfacție intelectuală de lungă durată.  

   Vom fi foarte recunoscători tuturor celor care vor veni cu sugestii de ordin didactic, doleanțe, propuneri (constructive) de îmbunătățire a acestor lucrări, cu cele mai bune intenții de a readuce fizica - disciplină la locul cuvenit în sistemul educațional modern din întreg arealul românesc.