Физика в школе

Программа от MIT Media Lab - хороший пример моделинга, т.е. интерактивного моделирования реальности, в данном случае - механических процессов.

Ощущение настоящего наблюдения и экспериментирования! В комментариях на этот видео-ролик обычны слова: “Класс! Здорово! Ух ты!” и т.п. Но, если серьёзно: чем полезно это средство для обучения физике? Как его можно использовать на уроке?

Безусловно, эта программа помогает ученику представлять и анализировать физическую ситуацию, “проживать”, “прочувствовывать” физику. Поэтому можно эту программу или подобную ей “Живую физику” (Interactive Physics) использовать для иллюстраций условия задачи, для лучшего понимания физической ситуации. В этом клипе не показано: можно ли менять массы тел, жёсткость пружины, коэффициент трения и т.п. и видеть численный результат. Если данная программа предусматривает это, то можно её использовать как виртуальную лабораторию. Программа Живая Физика (Interactive Physics) легко позволяет проводить виртуально многие физические эксперименты с анализом результата, построением графиков.

Для учеников самостоятельная работа с таким физическим конструктором очень увлекательна. Можно, например, дать задание сконструировать лифт, ракету, “оживить” задачу, посмотреть “что будет, если…”.

На следующем рисунке показан скриншот выполнения заданий: 1) найти результат упругого центрального соударения двух одинаковых шаров, один из которых неподвижен, и 2) построить “колыбель Ньютона”.

Полезно иногда использовать Живую Физику для экспериментальной проверки результата решённой задачи.

ЖФ позволяет легко собрать любую установку, смоделировать многие физические явления, быстро сохранить результат, например, в виде мультипликации, и использовать потом в любое время. В среде ЖФ имеются готовые демонстрационные файлы и эксперименты по разным темам, в том числе электростатике, молекулярной физике. Но следует помнить, что реальный физический эксперимент всегда предпочтительнее виртуального.

Интересным является вопрос: есть ли такие учебные физические задачи , решение которых интересно и полезно осуществить именно с помощью “Живой физики”?

Может быть, стоит озадачить детей, обратив их внимание на то, что происходящие так реально на экране движения и взаимодействия тел - всего лишь модель реальных физических процессов. Каждое положение тела на экране рассчитывается компьютером по законам физики, открытым людьми и изучаемым “сейчас нами на уроке”. Компьютер делает то же, что и мы - решая задачу - только во много раз быстрее. В реальном же мире тела движутся без математических расчётов координат, траекторий, скоростей - сами по себе. (Могут вспомнить о Боге, без Которого волос не падает с головы человека, Который всё предвидит, везде присутствует и обо всём промышляет. Т.е. могут реальный мир уподобить виртуальному с экрана компьютера, т.е. принять модель за подобие). Кстати, современные компьютерные игры используют подобные алгоритмы расчёта падений, столкновений, прыжков и тому подобных физических действий для большей похожести происходящего на экране на реальность.