Студенты сами создают компьютерные учебные пособия

---

    За два последних учебных года кафедра ОФиВП внесла некоторые изменения в методику преподавания курса физики на факультете ВМК. По нашему мнению некоторые из этих новаций применимы и на физическом факультете.
На факультете ВМК студенты 3-го курса разработали цикл учебных материалов на компьютере для сопровождения курса "Физика волновых процессов". Учебные материалы наглядно иллюстрируют теорему Котельникова-Шеннона, закономерности преобразования Фурье и алгоритма Быстрого Преобразования Фурье (БПФ), образование радуги и Декартов расчет лучей в капле дождя, распространение излучения в оптических волокнах, эффект Тальбо и формирование изображения периодической структуры, дифракцию Френеля и другие явления волновой оптики. Динамические анимации воспроизводят управление и сканирование диаграммы направленности фазовой антенной решетки, которая сейчас широко используется в технике, классическую, но не наблюдаемую, картину бегущей волны при дисперсии в цепочке.
Учебные материалы создавались микроколлективами из двух студентов, которые работали под руководством профессора В.П.Кандидова и доцента А.Ю.Чикишева. Различные опции материалов, разработанных студентами, позволяют реализовать как компьютерные лекционные демонстрации, так и пособия для самостоятельной работы. Эти материалы выложены на сайте кафедры общей физики и волновых процессов http://ofvp.phys.msu.ru и доступны преподавателям и студентам.
    Непосредственное участие студентов в разработке компьютерных учебных пособий объединяет две взаимосвязанные стороны учебно-методического процесса. С одной стороны, - это развитие компьютерных технологий в преподавании и создание новых учебных материалов, с другой, - это индивидуальный подход в обучении студентов. В настоящее время языки программирования высокого уровня, пользовательские и специализированные пакеты таковы, что постановка на компьютере имитации физического опыта, демонстрации физической закономерности становится доступной студентам факультета. Сами студенты под руководством преподавателей общих и специальных кафедр способны создавать учебные компьютерные материалы, которые могут использоваться при чтении лекций и проведении семинаров, а также при самостоятельной работе студентов и подготовке к экзаменам и зачетам. Работа над компьютерными пособиями требует, конечно, большой заинтересованности и отдачи, как со стороны студентов, так и преподавателей. Преподаватель формулирует методическое задание и прообраз будущего пособия и затем вместе со студентом в процессе многих итераций доводит его до пользовательского уровня. Создание таких учебных материалов является одной из форм индивидуальной работы со студентами, при том c наиболее, продвинутыми и заинтересованными. Разработка такого материала может проходить в рамках курсовых работ студентов второго курса физического факультета по физике или по дисциплине «Программирование и информатика». Во всяком случае, студенты получат возможность глубоко изучить одну из задач физики и освоить средства представления физических результатов. Особенно хотелось бы отметить последнее обстоятельство. Итог выполнения задания это не только и не столько отчет студентов перед преподавателем о полученных знаниях, сколько самодостаточная презентация, способная служить учебным пособием. Ясно, что уровень требований, предъявляемых к наглядности, зрелищности и понятности такой работы, несопоставим с тем уровнем презентационных навыков, которым обладают студенты младших курсов. Таким образом, дополнительным "призом" для студентов, участвующих в разработке учебных материалов на компьютере, является получение знаний и навыков, необходимых для адекватного представления аудитории собственных расчетных результатов.
    Методические аспекты учебного материала на компьютере не ограничены и открывают широкий простор для творчества студентов. Вместе с тем, можно сформулировать общие требования к компьютерным пособиям различного назначения. Так, компьютерные лекционные демонстрации динамичны, лаконичны, наглядны и просты в управлении. Включение в них математических выражений ограничивают круг пользователей, в силу применения различных обозначений в лекциях. Учебные материалы для самостоятельной работы многовариативны и позволяют изменять большое количество параметров изучаемой проблемы. Такие материалы содержат неявно вопросы и ответы, элементы игры, поскольку получаемый результат или картину не всегда легко предсказать.
    На факультете может быть создан студентами банк компьютерных учебных пособий с различными версиями методического представления физических закономерностей, динамических процессов, физических опытов, банк, содержание которого будет постоянно пополняться и совершенствоваться.