Читать «Журнал «Компьютерра» № 15 от 17 апреля 2007 года» онлайн - страница 61

Хорошо это или плохо? С одной стороны, если эксперимент подтверждает теорию, пусть и упрощенную, — это хорошо. Школьники проводят компьютерный эксперимент, опытные результаты идеально сходятся с теорией, материал усваивается и закрепляется. С другой стороны, такой приглаженный и причесанный компьютерный мир никогда не даст учащемуся возможности почувствовать, что такое капризная реальность с ее погрешностями измерения, отсутствием контакта, точностью прибора.

У «идеального» и «реального» подходов есть свои противники и сторонники. В любом случае, моделировать на компьютере подрагивание и покачивание чашек весов от проехавшего за окном грузовика по меньшей мере странно. Поэтому идеальным вариантом было бы разумное комбинирование реального и компьютерного эксперимента в процессе обучения.

На долю компьютера в основном должны выпасть те опыты и эксперименты, которые просто невозможно провести в реальности. Например, установка для демонстрации опыта Резерфорда в институтской лаборатории занимает целый стол. Напомню, что распределение положительных и отрицательных зарядов в атоме можно выяснить, произведя непосредственное зондирование внутренних областей атома. Такое зондирование осуществили Резерфорд и его сотрудники около ста лет назад с помощью бета-частиц, наблюдая, как изменялось направление их полета (рассеяние) при прохождении через тонкие слои вещества.

Установка для проведения опыта устроена следующим образом. Перед небольшим отверстием помещается радиоактивное вещество. Проходящий через отверстие узкий пучок бета-частиц, испускаемых веществом, падает на тонкую металлическую фольгу. Проходя сквозь фольгу, бета-частицы отклоняются от первоначального направления на различные углы, а затем ударяются об экран, покрытый сернистым цинком. Результат взаимодействия частиц с экраном можно наблюдать в микроскоп. Вся установка помещена в вакуум.

Результаты такого эксперимента далеко не самые наглядные. В одной из лучших компьютерных программ в своем классе — «Открытая физика» (и ее предыдущей версии «Физика в картинках», выпущенной компанией «Физикон» еще в далеких 90-х), опыт Резерфорда моделируется «как есть». Без всяких сложных установок, приборов и т. п. На экране есть только непосредственные участники опыта — ядро атома и частица. С ними учащийся и проводит эксперимент, изменяя физические параметры модели и наблюдая за наглядным и понятным результатом.

Для изучения многих других процессов вообще не существует лабораторных установок по одной простой причине: создать их невозможно. О лабораторных работах по изучению, например, законов Кеплера до появления персональных компьютеров оставалось только мечтать.

Обучающие программы, как и учебники, нужно выбирать аккуратно. Ошибки бывают разные: как формальные (которые были описаны), так и методические — в построении интерфейса, составе и организации информации. Каждые ошибки опасны по-своему. Первые приведут к неправильному знанию, вторые могут на долгие годы заложить представление о предмете как о скучном и неинтересном. Как и в учебниках, ошибки в обучающих программах обходятся дорого.