3. Огляд програмного забезпечення навчального призначення, придатного для підтримки вивчення шкільного курсу математики, фізики, інформатики.

На сьогодні для старшої школи розроблені три основні типи ППЗ з фізики, що загалом мають зазначені вище ознаки. Це, зокрема, створені в останні 4-5 років вітчизняні ППЗ: Електронні навчальні посібники «Фізика-10» та «Фізика-11», «Бібліотека електронних наочностей. Фізика 10-11 класи» та «Віртуальна фізична лабораторія (10-11 класи)», створені корпорацією «Квазар-Мікро» із залученням авторських колективів, до складу яких увійшли науковці, методисти та вчителі фізики загальноосвітніх навчальних закладів.

З огляду на розширені функції, ці ППЗ передбачають можливості організації групової та індивідуальної роботи учнів на уроці фізики, а також самостійної роботи з навчальним матеріалом:

послідовне або вибіркове опрацювання теоретичного матеріалу; закріплення навчального матеріалу; напра-

цювання та закріплення навичок розв’язування фізичних задач; отримання довідкової інформації тощо.

Зупинимось більш детально на ППЗ з фізики для старшої школи «Бібліотека електронних наочностей» (БЕН) та авторському комп’ютерному демонстраційному комплекті (КДК) «Фізика 10-11» [1].

Ці ППЗ в першу чергу можуть бути рекомендовані вчителям фізики як засіб наочності при фронтальних формах роботи в рамках класно-урочної системи за умови, що класна кімната (краще – кабінет фізики) обладнана мультимедійною проекційною технікою, чи, принаймні, великим телевізором з DVD-програвачем. З огляду на призначення, такі ППЗ повинні відповідати певним вимогам щодо часу підготовки і проведення демонстрації, простоти і зручності керування, методичного супроводу тощо.

Порівняння цих ППЗ відбувається за такими важливими критеріями, як відповідність навчальній програмі; зміст ППЗ; ефективність при індивідуальному та фронтальному застосуванні; наявність інтерактивності; час запуску ППЗ, пошуку та зміни демонстрацій; доступність та методична підтримка ППЗ; можливість доповнювати і комплектувати ППЗ власними розробками.

Структура БЕН розроблена відповідно до типового переліку навчально-наочних посібників, технічних засобів навчання та обладнання загального призначення для загальноосвітніх навчальних закладів з предмету “Фізика”.

Навчально-демонстраційний матеріал в електронних додатках згруповано в ієрархічні змістові модулі, що відповідають програмі з фізики 10 та 11 класів. БЕН має 13 модулів, до яких входять елементи статичної та динамічної наочності [9]. Співвідношення різних видів наочності показані на мал. 1. Якщо проаналізувати навчальні фільми бібліотеки електронних наочностей, то всі наявні відеозаписи фізичних експериментів є оцифрованими старими чорно-білими фільмами, часто не дуже гарної якості (наприклад, «Розташування і характер руху молекул», «Модель руху молекул газу», «Модель розподілу молекул по швидкостях», «Кристалічна решітка кухонної солі», «Модель теплових двигунів», «Модель карбюраторного двигуна», «Електронно-вакуумні прилади», «Електроліз» та ін.).

Також можна побачити заміну демонстраційних моделей, складних для розуміння і уявлення явищ простими ілюстраціями (наприклад, вектор магнітної індукції, електронно-променева трубка, принцип дії транзистора, дослід Майкельсона, p-n перехід, електричний струм у електролітах та ін.). Це статичні зображення і для розуміння динаміки процесу вчитель вимушений апелювати до уяви учнів. Частково проблему динамічної наочності вирішують навчальні фільми, та на сьогодні більш реально розв’язати проблему, використовуючи комп’ютерні моделі, доля яких у БЕН досить мала.

КДК «Фізика 10-11» містить 9 змістових модулів (Кристали, Електричне поле, Електричний струм, Напівпровідники, Магнітне поле, Електромагнітні коливання і хвилі, Хвильова оптика, Геометрична оптика, Кванти). Усі модулі містять лише добірку інтерактивних моделей, що демонструють основні поняття, закони, явища та процеси, які вивчають у відповідному розділі курсу фізики. Особливістю КДК, що значно збільшує його дидактичні можливості є відкритість змісту. Програма побудована так, що, крім існуючих в ній моделей, вчитель може при проектуванні уроку включити в список запланованих демонстрацій будь-

який обсяг відеоматеріалів у форматі *.avi. Такими матеріалами можуть бути не лише відомі навчальні фільми, але й фільми, відзняті учнями у фізичній лабораторії, під час екскурсій та спостережень на природі.

Перехід від демонстрації однієї моделі/фрагменту до іншої здійснюється одним дотиком і не потребує додаткової пошукової чи редакційної роботи, що не відволікає вчителя і учнів на уроці.

Важливим фактором ефективності використання ППЗ на уроках фізики є дотримання розумних пропорцій між комп’ютерними демонстраціями та реальним фізичним експериментом. Цілком своєчасним є План дій щодо поліпшення якості фізико-математичної освіти на 2008-2010 роки, розроблений МОН України, де передбачено «взяти під контроль виконання шкільної навчальної програми з фізики у частині проведення дослідів, експериментальних, практичних та лабораторних робіт». З огляду на таку постановку задачі, комп’ютерні демонстраційні моделі повинні відігравати допоміжну дидактичну роль, бути обмежені в часі (7-10 хв.). Саме такий підхід пропонує КДК «Фізика 10-11». Реальний фізичний експеримент під час уроку в кабінеті фізики органічно доповнюється демонстрацією комп’ютерної моделі, яка дає можливість візуалізувати механізм фізичного явища, виділити суттєве та основне, забезпечити аналіз та синтез при сприйманні об’єктів та явищ і тим самим полегшити формування конкретних уявлень та понять [2].

Стосовно ефективності БЕН і КДК як технічних засобів, вони мають достатній рівень: відносно небагато часу займає запуск комплекту (при цьому бібліотеку електронних наочностей треба попередньо інсталювати на системному диску разом з програвачем). Обидва названі ППЗ мають зручний інтерфейс для швидкого пошуку необхідної демонстрації і засоби для попереднього планування необхідних на уроці демонстрацій. Час демонстрації комп’ютерних моделей у КДК повністю контролюється вчителем (пауза, повтор, зміна умов досліду), що дає можливість учителю орієнтуватися на рівень підготовки учнів.

Інтерактивність – це можливість не лише спостерігати комп’ютерну модель фізичного явища, а й керувати нею: обертати модель об’єкта відносно спостерігача, змінювати початкові умови й параметри моделі (швидкість, частота, кількість і т.п.), оперувати станами, в яких знаходиться фізична модель. У залежності від «наближеності» моделі до досліджуваного фізичного явища, можна розглядати два типи інтерактивності: інтерактивність, яка призначена для якісної ілюстрації досліду, та інтерактивність, яка дозволяє за допомогою демонстрації проводити досить точні обрахунки параметрів досліду. Інтерактивність дає можливість при демонстраціях на уроці або під час самостійної роботи учнів йти науково-дослідним шляхом і застосовувати при поясненнях більше дослідницьких прийомів і методів, якими оперує фізика.

Можливість дослідити, як поводить себе модель за різних умов, керувати параметрами моделі, передбачити її поведінку в наступний момент часу, самостійно винайти закономірність, – це має неабиякий вплив на мислення дитини, розвиває творчість, формує уявлення про наукову картину світу.

У ППЗ, що використовують для фронтальних фізичних демонстрацій у класі, перевагу треба віддати тим моделям, які демонструють фізичне явище якісно, в термінах більше/менше, ближче/далі, яскравіше/темніше і т.п., хоча вони і побудовані на точних фізичних закономірностях. Використання таких моделей не потребує вводу числових значень у виділені поля, що забирає час учителя і відволікає учнів. До того ж числові параметри – це велика кількість дрібних цифр, які займають значну частину екрану; інтервал їх значень зазвичай обмежений, а це потребує додаткових роз’яснень учителя. Такого роду математичні моделі доцільно використовувати для індивідуальних завдань або при виконання віртуальних лабораторних робіт.

Головним недоліком БЕН є саме відсутність інтерактивності анімаційних моделей, які застосовуються для демонстрації фізичних явищ. У КДК «Фізика 10-11» інтерактивність забезпечена мінімальною кількістю елементів управління, які винесені на екран для того, щоб учні могли бачити, на який параметр ми впливаємо (мал. 2; 3).

Математика

Охарактеризуємо окремі програмні засоби, що повністю або частково орієнтовані на використання при вивченні різних розділів математики, як і у вищій, так і в середній школі.

MACSYMA – система комп’ютерної алгебри, що містить багато математичних методів, які використовують у науці і техніці: знаходження границь, похідних, невизначених і визначених інтегралів, спрощення виразів, операцій над векторами, матрицями, розв’язування систем нелінійних рівнянь та інше. За допомогою цього засобу можна розв’язувати задачі як чисельно, так і символьно, і графічно.

EUREKA – програмний засіб, за допомогою якого можна розв’язувати системи лінійних і нелінійних рівнянь та нерівностей і перевіряти знайдені розв’язки, розв’язувати задачі лінійного програмування, будувати графіки та інше.

GRAPHER – програмний засіб, за допомогою якого можна будувати до 10 графіків на одній координатній площині, масштабувати осі, виводити заголовки і коментарі, друкувати графіки на папері, зберігати графічну і числову інформацію у файлах.

доцільно при вивченні вищої математики використовувати ті програмні засоби, які при розробці були безпосередньо зорієнтовані на навчальний процес. До таких програмних засобів належать програма GRAN1, програмний засіб DERIVE, IBM GEOMETRY SERIES, MATH PRACTICE TUTOR. На сьогоднішній день окрім названих популярні пакети MATHCAD, MATHLAB, STATGRAPH, MAPLE, MATEMATIKA, які можна використовувати як при вивченні окремих розділів математики, так і при розв’язуванні суто професійних, вузькоспеціалізованих математичних задач.

За допомогою зазначених програм студент може розв’язувати окремі задачі, навіть не знаючи відповідного аналітичного апарату, методів і формул, правил перетворення виразів тощо. Відповідні програми перетворюють окремі розділи і методи математики на «математику для всіх», що робить їх доступними, зрозумілими, легкими і зручними для використання. При вивченні вищої математики ефективно використовувати такі програмні засоби: GRAN1, DERIVE, EXCEL.

програму GRAN1 було створено для цілеспрямованого використання в навчальному процесі при вивченні дисциплін математичного циклу. Назва програми походить від її призначення – графічний аналіз функції.

Програмний засіб DERIVE Обчислення можна здійснювати як над числами, так і над масивами чисел (матрицями, векторами тощо). Прискорити процес виконання обчислюваних операцій і зменшити ймовірність появи помилок при розв’язуванні задач можна за допомогою спеціальних програмних засобів.

Програма DERIVE призначена для розв’язання математичних задач у символьному вигляді. До таких задач належать спрощення виразів; виконання арифметичних дій; розклад многочленів на множники; відшукання границь; обчислення похідних, інтегралів; розв’язання рівнянь і їх систем; виконання дій над матрицями та ін.. Програма передбачає можливість побудови графіків функцій на площині й зображення поверхонь у просторі.

Для роботи з програмою DERIVE (для Windows) потрібно активізувати файл DFW.EXE. Після замовлення стає активним алгебраїчне вікно, про що вказує напис у верхній лівій частині екрана. Зауважимо, що програма передбачає можливість режимів 2D-PLOT Windows і 3D-PLOT Windows, які є графічними й відповідають дво- та тривимірному просторам.

Інформатика

Поштовий сервер CMS призначений для організації обміну електронною поштою між комп’ютерами.   Він дозволяє комп’ютерам локальної мережі обмінюватись електронною поштою між комп’ютерами.
KompoZer 0.7.10. Один із кращих візуальних web-редакторів.Потужний редактор веб-сторінок, використовує технологію WYSIWYG.  KompoZer дуже простий у використанні, що робить його ідеальним для початківців, які хочуть створити привабливий веб-сайт.  KompoZer дозволяє створити веб-сайт без знання мови HTML.
Клавiатурний тренажер ("Аспект") Key призначений для набуття навичок володiння  клавiатурою.  Робота  користувача  полягає у повторному набираннi  символiв тексту, що з'являється у вiкнi на екранi. При правильному наборi курсор просувається до насупного символу, при неправильному - звучить сигнал i курсор залишається на мiсцi.
WMouse ("Аспект") - Тренажер мишка. Програма для здобуття навичок користування мишкою.
WCorrect ("Аспект") - Програма призначення для вироблення навичок коригування тексту.
Клавіатурний тренажер Stamina. Програма призначена для швидкого засвоєння і закріплення методу сліпого друку.
HandyCache (HC) - це програма, яка заощаджує трафік, прискорює завантаження сторінок, блокує рекламу і дозволяє в автономному режимі переглядати будь-які раніше відвідані сайти.
Програмне забезпечення для підтримки курсу "Програмування мовою ЛОГО"
ALGO - одна з перших оболонок, яка розроблена не для професійного програмування, а для навчання програмуванню.   (Автор Петрів )
Програма для віддаленого управління комп’ютерами LiteManager.  Безкоштовна версія LiteManager Free надає можливість безкоштовно управляти 30 комп’ютерами.  Програма має дружній інтерфейс повністю русифікована.
Інструкція по налаштуванню програми LiteManager
FileZilla Server - компактний, потужний, швидкопрацюючий і до того ж безкоштовний FTP-сервер.  Легко і швидко перетворить Ваш ПК у сервер і є однією з кращих програм такого виду.

21