În zilele noastre, lumea se bazează în mare măsură pe știință și tehnologie. Astfel, avem nevoie de cetățeni cu abilități complexe de rezolvare a problemelor, care să le permită să ia decizii înțelepte și să înțeleagă provocările cu care ne-am putea confrunta acum și în viitorul apropiat. Cu toate acestea, este bine cunoscut faptul că eficiența învățării elevilor în știință în general și fizică, în particular, nu este la fel de bună ca cea așteptată.
Tehnologiile digitale oferă cercetătorilor în general și profesorilor în special, multe instrumente interesante care pot fi utilizate pentru a îmbunătăți, pe de o parte, fluxul și schimbul de informații și, pe de altă parte, procesul de predare-învățare.
Aceste resurse, abia imaginabile cu doar câțiva ani în urmă, deschid un vast domeniu de posibilități care pot fi folosite pentru a îmbogăți activitățile tradiționale ale clasei. Pe lângă faptul că Internetul este o sursă vastă de informații disponibile, există câteva aplicații specifice bazate pe web care sunt concepute pentru a fi utilizate ca instrument de predare. Aceste aplicații (adesea numite platforme de e-learning) pot fi utilizate pentru a furniza cursuri online (în cazul în care nu există o interacțiune față-în-față cu elevul) sau ca o completare a cursurilor tradiționale (instruire combinată).
Cu ajutorul acestor activități online, elevul nu mai este doar un spectator al procesului său de învățare, dar poate participa, poate și să-și creeze propriul program de studiu, să facă schimb de informații cu alți elevi și să interacționeze cu instructorul său în timp real. Pe de altă parte, profesorul însuși poate să urmărească performanțele elevilor lor în anumite sarcini și le poate oferi sprijin, feedback și asistență. Acest mediu sprijină colaborarea şi facilitează schimbul de informații, experiențe și cunoștințe.
Învățarea electronică (sau învățarea electronică) este un tip de învățare sprijinită de tehnologie, unde mediul de instruire este prin tehnologia informatică, care implică în special tehnologiile digitale. În general, în timpul unui curs de e-learning, nu există o interacțiune față în față între instructori și elevi.
Aceste tehnologii digitale sunt utilizate pe scară largă în zilele noastre într-o varietate de contexte diferite. Unele companii oferă cursuri de formare angajaților și clienților prin intermediul conferințelor web și aplicațiilor cum ar fi WebEx (create de Communications Inc. și achiziționate de Cisco Systems în 2007). Aceste produse pot fi văzute ca o sală de clasă online, care are avantajele de a elimina costurile de călătorie și de localizare. Cu ajutorul acestor instrumente, instructorii pot angaja cursanții cu funcții interactive, inclusiv sondaj, testare, laboratoare etc.
În afară de diferitele utilități online disponibile pe piață, există și așa-numitele medii virtuale de învățare, care permit desfășurarea de cursuri online.
Cu toate acestea, învățarea online are dezavantajele sale. Unul dintre principalele dezavantaje este lipsa de interacțiune socială care este luată așa cum este dată în setările convenționale. Aceasta creează o nevoie specială de a motiva elevii mai puțin independenți. Pentru a elimina această problemă, platformele de e-learning pot fi de asemenea utilizate pentru a furniza cursuri care combină atât utilizarea tehnologiei, cât și metodele obișnuite de predare. Aceste tipuri de cursuri se numesc instruire combinată sau, mai general, învățare mixtă (b-learning).
În învățarea mixtă, se poate profita de avantajele schemei tradiționale de predare (lecții față în față, sesiuni de laborator, îndrumare și coaching) și, în același timp, îmbunătățirea experienței de învățare printr-o serie de activități online care pot fi purtate de către elevi, fie pe bază de program fix, fie într-un mod mai flexibil.
Există multe platforme de e-learning. Unele dintre acestea sunt software comercial, în timp ce altele sunt software open. Exemple de platforme open source sunt: Moodle, Ilias, Atutor și Claroline. Toate aceste aplicații au caracteristici comune, dar unele dintre ele sunt mai flexibile și mai complete în anumite aspecte, cum ar fi asignările de roluri, gestionarea chat-urilor etc.
Moodle este o platformă software gratuită și open source de e-learning creată de Martin Dougiamas în 2003, ca parte a unui proiect de cercetare. De atunci, a devenit extrem de popular, având în martie 2009 peste 29 de milioane de utilizatori în mai mult de 2 milioane de cursuri din întreaga lume (date preluate din pagina de statistici Moodle).
Moodle a fost conceput inițial pentru a furniza cursuri online (adică site-uri de învățare online). Din punct de vedere educațional, Moodle este un instrument puternic care permite crearea de cursuri într-un mod foarte ușor și flexibil. Utilizatorii care doresc să acceseze un anumit site Moodle trebuie să aibă un cont de e-mail încorporat anterior într-o bază de date și o parolă. Prin urmare, cursurile implementate în Moodle sunt, în general, accesibile numai unui grup restrâns de utilizatori. Avantajul acestei funcții este că cursurile Moodle pot fi folosite pentru a preda precum și pentru a parcurge diferite activități sau teste. În cadrul modului de învățare electronică, aceste cursuri online pot fi apoi livrate de la distanță, fără nicio interacțiune față-în-față. Pentru a gestiona diferitele permisiuni pentru utilizatorii care pot accesa un anumit curs, Moodle a implementat așa-numita atribuire de roluri. Moodle vine cu șapte roluri predefinite: administrator, creator de cursuri, profesor, profesor non-editing, elev, invitat și utilizator. Fiecare rol are propriile permisiuni atribuite. De exemplu, un creator de cursuri sau un profesor poate edita și modifica conținutul cursului. Un profesor poate urmări, de asemenea, activitățile elevilor. Pe de altă parte, elevilor le este permis să navigheze conținutul cursului și să facă diferitele activități propuse, dar nu pot edita conținutul sau nu pot vedea scorurile obținute de alți elevi. În contextul de învățare, Moodle poate fi, de asemenea, văzută ca o platformă care permite profesorilor să propună activități suplimentare pentru acei elevi care doresc să aprofundeze subiecte și concepte specifice elaborate în clasă. Este, de asemenea, un instrument foarte util pentru elevii care doresc să-și îmbunătățească abilitățile pe aspecte precum rezolvarea problemelor, raționamentul etc.
Utilizarea calculatoarelor în predarea fizicii a început în anii șaptezeci. De atunci, au existat numeroase studii care analizează eficacitatea noilor tehnologii în predare. Există o dezbatere largă despre influența educației asistate de calculator la cursurile de fizică. Unii autori consideră că Fizica computațională oferă o educație mai largă și mai flexibilă decât un curs fizic tradițional. În plus, ei consideră că predarea fizicii ca o paradigmă de rezolvare a problemelor științifice este mai eficientă și mai eficientă decât utilizarea abordării tradiționale.
Un aspect crucial al procesului de învățare a fizicii este dezvoltarea abilității de a rezolva probleme care reprezintă situații fizice diferite (mai mult sau mai puțin complexe), de obicei, este dificil să se aplice legile și ecuațiile pe care le-au văzut în sala de clasă. Multe tipuri de plug-in-uri pe care le poate gestiona Moodle pot fi folosite pentru a arăta dinamic multe situații fizice și concepte care sunt adesea dificil de reținut de către studenți. Simulările de calculator și applet-urile Java pot fi apoi integrate în diferite sarcini, astfel încât elevii trebuie să manipuleze parametrii relevanți ai unei probleme date pentru a ajunge la soluția sa.