В статье рассматривается вопрос обучения старшеклассников решению задач по термодинамике газовых процессов с использованием разработанного автором цифрового конструктора имитационных моделей термодинамических систем из примитивов компьютерной графики Thermodynamic systems.
В ходе исследования обнаружены сложности, с которыми сталкиваются обучающееся в процессе решения задач на вычисление термодинамических параметров и соотношений между ними по заданному графическому условию задачи. Основными причинами этого являются слаборазвитое образное мышление, недостаточная математическая компетентность и затруднения в применении законов термодинамики к физическим моделям термодинамических процессов. Использование в образовательном процессе предложенного автором нового цифрового инструмента предоставляет возможность каждому обучающемуся построить модель термодинамического процесса и пронаблюдать процесс ее имитации в режиме реального времени. На примере конкретного задания из демонстрационной версии сборника задач Единого государственного экзамена рассмотрено применение такого инструмента для нахождения соотношения между термодинамическими работами для разных участков графика процесса. Выделены предметные и метапредметные умения обучающегося, необходимые для успешного решения термодинамических задач. Обосновано, что обучение процессу решения термодинамических задач на базе цифрового конструктора является средством для формирования функциональной грамотности обучающихся. Экспериментальными данными подтверждено, что обучающиеся, которые работали с цифровым конструктором, демонстрируют способность к более глубокому анализу термодинамических задач и к применению полученных знаний в новых ситуациях.