Problemy kształcenia przedmiotowego zintegrowanego z technologią informacyjną na przykładzie fizyki

Problem kształcenia zintegrowanego z TI wymaga przygotowania odpowiednich programów przedmiotowych, jak również oprogramowania. W dydaktyce fizyki zastosowanie TI informacyjnej nie wymaga uzasadnień. W początkowym okresie rozwoju techniki komputerowej nieliczne programy dydaktyczne tworzyli nauczyciele - pasjonaci na własne potrzeby. Dzielili się oni swoimi osiągnięciami - programami pisanymi w Pascalu lub Basicu na łamach czasopism dla nauczycieli, niestety by z nich korzystać czytelnik winien sam posiadać pewne doświadczenie.
Dopiero od kilku lat zaczyna się pojawiać coraz więcej pakietów edukacyjnych, adresowanych do uczniów i nauczycieli. Są wśród nich encyklopedie multimedialne, podręczniki elektroniczne - przedmiotowe, repetytoria.
Przykładem może być pakiet "Fizyka i astronomia w gimnazjum" firmy EMPIRA z Rybnika. Zawiera on:

120 doświadczeń fizycznych w postaci filmów,
ponad 80 plansz, modeli i animacji komputerowych,
poradnik metodyczny zawierający wskazówki dotyczące sposobu korzystania z publikacji,
komentarze do animacji i filmów,
propozycje zadań doświadczalnych wraz z załączonymi tabelkami,
instrukcje dla uczniów dotyczące analizy i opracowywania doświadczeń,
przykłady gotowych testów sprawdzające zrozumienie materiału,
propozycje zestawów zadań do sprawdzianów.

Są to pakiety niestety dość drogie, zawierają różnorodne materiały nie zawsze nadające się do stosowania w trakcie lekcji, czasem nieskorelowane z programem nauczania, np. testy, które mogą być stosowane przy założeniu, że każdy uczeń korzysta samodzielnie z komputera. Wielu nauczycieli kompletuje programy do modelowania doświadczeń z Internetu, wybierając je i wykorzystując zgodnie ze swoimi potrzebami.
Informacje znajdujące się w Internecie są propagowane przez witryny tak popularne jak www.wp.pl czy www.onet.pl. Można tam znaleźć wykazy stron poświęconych fizyce. W akcję upowszechniania Internetu oraz zastosowań TI w nauczaniu włączają się również witryny edukacyjne (www.oeiizk.edu.pl zawiera serwis fizyka w sieci) oraz czasopisma dla nauczycieli, np. "Fizyka w Szkole", wydawana przez WSiP S.A. w Warszawie. Wersja elektroniczna tego czasopisma jest dostępna na stronie www.wsip.com.pl/serwisy/czasfiz/index.htm. Dydaktyce fizyki poświęcony jest również "Foton" wydawany przez Instytut Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego (www.if.uj.edu.pl/foton lub jego alias www.foton.z.pl). Szczególnie pochwalić chciałabym stronę http://chall.ifj.edu.pl/edukacja/adventure_home.html, będącą tłumaczeniem dokonanym w Instytucie Fizyki Jądrowej w Krakowie strony amerykańskiego ośrodka Particle Data Group z Berkeley (www.particleadventure.org). Ośrodek ten zajmuje się również rozpowszechnianiem różnorodnych materiałów edukacyjnych dotyczących cząstek elementarnych. Ciekawe aplety w wersji spakowanej (do pobrania) znajdują się na stronie krakowskiego wydawnictwa "Zamiast Korepetycji" www.zamkor.com.pl. Animacje fizyczne i pokazy doświadczeń można znaleźć również na stronie internetowej Wydawnictwa "Nowa Era" www.nowaera.com.pl.
Gdy mamy już programy, pojawia się inny problem - takiej organizacji zajęć, aby pracownia komputerowa była dostępna na konkretnej lekcji. Idealnym rozwiązaniem byłoby wyposażenie pracowni fizycznej posiadającej pakiety oprogramowania wspomagającego nauczanie w zestaw kilku komputerów, aby uczniowie mogli samodzielnie (lub w grupach) wykonywać przewidziane programem działania, a nie tylko obserwując czynności nauczyciela lub wybranego ucznia. Myślę, że będzie to rozwiązanie stopniowo upowszechniające się w kształceniu ogólnym, tak jak już obecnie często występuje w kształceniu zawodowym. Inną możliwością, też trudno osiągalną ze względów finansowych, jest rzutnik obrazu z monitora lub magnetowidu na ekran.
Dodatkową możliwością, o której nie wspomniano dotychczas, jest wspomaganie doświadczeń laboratoryjnych za pomocą komputera (MWL - Mikrokomputerowo Wspomagane Laboratorium). Wyposażenie komputera w odpowiednie układy komunikacji z otoczeniem umożliwia bezpośrednie pobieranie danych z czujników i sond pomiarowych.
Pomiary wspomagane komputerowo umożliwiają:

zbieranie danych eksperymentalnych i ich natychmiastową prezentację graficzną,
opracowanie danych przez:
- analizę zależności między nimi,
- przekształcanie danych i obliczanie wielkości pochodnych,
- poszukiwanie tendencji, szybkości zmiany, relacji,
- wykonywanie obliczeń statystycznych,
- gromadzenie danych,
- zautomatyzowanie niektórych doświadczeń.

Przykładami takiego oprzyrządowania są:

Opracowania fundacji Centrum Zastosowań Mikrokomputerów w Amsterdamie: Szach 1, CoachLab, CoachLab II, EcoLog ECL-4. - dystrybucja OEIIZK, Warszawa, ul.Raszyńska
Opracowanie Centralnego Ośrodka Badawczo - Rozwojowego Aparatury Badawczej i Dydaktycznej COBRABID w Warszawie.
Opracowanie Centrum Edukacyjnego Baza w Warszawie PC_LABO 2.
Pasco Science Workshop - dystrybutor w Polsce firma ELBOX, Warszawa.
COBRA 3 - PHYWE - dystrybutor w Polsce firma EDUKA, Warszawa.

Zestawy te umożliwiają rejestrowanie zmian w czasie wielkości elektrycznych (napięcie, natężenie prądu, rezystancja) oraz dzięki czujnikom przetwarzającym wielkości nieelektryczne na elektryczne również pomiary temperatury, odległości, czasu, częstotliwości.
W tych zastosowaniach przejawia się zasada: Komputer powinien służyć tworzeniu informacji, a nie tylko przetwarzaniu. Stwarza to nowe możliwości realizowania tradycyjnych treści i umiejętności, a także wnosi do programu nauczania nowe treści, związane z dużymi możliwościami pomiarowymi (duża szybkość i dokładność pomiarów, automatyzacja - skrócenie czasu potrzebnego na wykonanie doświadczenia). Uczeń, stosując je na lekcji, poznaje podstawy nowoczesnej techniki pomiarowej, przygotowuje się do życia w społeczeństwie informacyjnym. Niestety są to urządzenia drogie, i nie każda szkoła ma możliwość ich zakupu. Nie wszyscy doceniają też korzyści płynące z ich stosowania - mimo starań już ponad dwuletnich, nie mam w pracowni interfejsu pomiarowego, posiadam już w pracowni jeden komputer. Jak wynika z badań przeprowadzonych przez WOM - Opole należę do grupy 12% "szczęśliwych" użytkowników komputera w pracowni fizycznej w szkole ponadpodstawowej.