ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБУЧЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКЕ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ФИЗИКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММЫ GEOGEBRA
DOI:
https://doi.org/10.32014/2026.2518-1467.1275Ключевые слова:
геометрическая оптика, GeoGebra, методика обучения физике, цифровое образование, интерактивное моделирование, будущие учителя физики, визуализацияАннотация
GeoGebra — современная цифровая образовательная платформа, позволяющая визуализировать математические и физические концепции, а также создавать динамические модели и интерактивные симуляции. В данной статье всесторонне исследуется эффективность использования данного программного средства при обучении будущих учителей физики разделу геометрической оптики в высших учебных заведениях. В связи с этим рассматриваются такие сложные понятия геометрической оптики, как прямолинейное распространение света, законы отражения и преломления, а также формирование изображений в плоских и сферических зеркалах и тонких линзах. Установлено, что при освоении указанных понятий у обучающихся возникают определённые трудности, связанные с развитием пространственного мышления, логического анализа и образного представления. С целью выявления и преодоления данных трудностей исследование было организовано на основе квазиэкспериментального дизайна с одной группой, при котором сопоставлялись результаты до обучения (претест) и после обучения (посттест). В исследовании приняли участие студенты 2–4-х курсов образовательной программы «Физика» Кызылординского университета имени Коркыт Ата. В процессе обучения традиционные методы преподавания были дополнены интерактивными моделями, динамическими симуляциями и средствами визуализации, разработанными с использованием программы GeoGebra. Для оценки результатов исследования собранные данные были обработаны в программе IBM SPSS Statistics версии 29.0.2.0 (20) с применением критерия знаковых рангов Уилкоксона. Полученные результаты показали, что использование программы GeoGebra способствует статистически значимому повышению учебных достижений студентов по геометрической оптике и формированию положительной динамики обучения. На основе полученных результатов научная новизна исследования заключается в эмпирическом подтверждении эффективности систематического применения программы GeoGebra. Данные результаты имеют важное практическое значение для совершенствования процесса подготовки будущих учителей физики в высших учебных заведениях.
Скачивания
Библиографические ссылки
Galili, I., & Hazan, A. (2000). Learners’ knowledge in optics: Interpretation, structure and analysis. International Journal of Science Education, 22(1), 57–88. https://doi.org/10.1080/095006900290000
Hayes, A., Papachristos, N. M., & Drigas, A. S. (2014). Virtual reality in education: Applications, benefits and challenges. International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 5(9), 1–8. https://doi.org/10.14569/IJACSA.2014.050901
Goldberg, F. M., & McDermott, L. C. (1986). Student difficulties in understanding image formation by a plane mirror. The Physics Teacher, 24(8), 472–481. https://doi.org/10.1119/1.2342096
Goldberg, F. M., & McDermott, L. C. (1987). An investigation of student understanding of the real image formed by a converging lens or concave mirror. American Journal of Physics, 55(2), 108–119. https://doi.org/10.1119/1.15254
La Rosa, C., Mayer, M., Patrizi, P., & Vicentini‐Missoni, M. (1984). Commonsense knowledge in optics: Preliminary results of an investigation into the properties of light. European Journal of Science Education, 6(4), 387–397. https://doi.org/10.1080/0140528840060409
Palacios, F. J. P., Cazorla, F. N., & Madrid, A. C. (1989). Misconceptions on geometric optics and their association with relevant educational variables. International Journal of Science Education, 11(3), 273–286. https://doi.org/10.1080/0950069890110304
Santana, A., Rodríguez, Y., & Gómez, E. A. (2012). Construction of ray diagrams in geometrical optics: A media-focused approach. Physics Education, 47(6), 715–720. https://doi.org/10.1088/0031-9120/47/6/715
Colin, P., Chauvet, F., & Viennot, L. (2002). Reading images in optics: Students’ difficulties and teachers’ views. International Journal of Science Education, 24(3), 313–332. https://doi.org/10.1080/09500690110078923
Coramik, M. (2021). A simulation object with LabVIEW: Simultimeter (simulated multimeter). Physics Education, 56(2), 025003. https://doi.org/10.1088/1361-6552/abc798
Lenhard, J. (2007). Computer Simulation: The Cooperation between Experimenting and Modeling. Philosophy of Science, 74(2), 176–194. https://doi.org/10.1086/519029
Kordek, D., & Voda, P. (2024). GeoGebra and its applications—Especially for teaching of geometrical optics. Journal of Physics: Conference Series, 2715(1), 012004. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2715/1/012004
Majerek, D. (2014). APPLICATION OF GEOGEBRA FOR TEACHING MATHEMATICS. Advances in Science and Technology Research Journal, 8, 51–54. https://doi.org/10.12913/22998624/567
Arbain, N., & Shukor, N. A. (2015). The Effects of GeoGebra on Students Achievement. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 172, 208–214. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2015.01.356
Kolář, P. (2019). GeoGebra for Secondary School Physics. Journal of Physics: Conference Series, 1223(1), 012008. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1223/1/012008
Ablyakieva, A., Omarbaeva, B., Bostanov, B., & Adieva, A. (2023). 7-synyp oқushylarynyң geometriyadan salu esepterіn tүsіnuіne geogebra baғdarlamasynyң әser. bulletin Series of Physics & Mathematical Sciences, 3 (83). https://doi.org/10.51889/2959-5894.2023.83.3.010 (in Kazakh).
