Волобоєва Анастасія

Науковий керівник – В.П.Вовкотруб

Кіровоградський державний педагогічний університет

імені Володимира Винниченка

Анотація. Розв’язування експериментальних задач, які за змістом є типовими складовими завдань до ряду лабораторних робіт – дієвий чинник якісної підготовки та запобігання дублюванню під час виконання завдань не визначених основною метою роботи, забезпечення повноти і якості виконання вимог навчальних програм.

Ключові слова: експериментальні задачі, фізичний практикум, адаптація.

Нині навчальними програмами з курсу фізики в старшій школі визначена порівняно широка система робіт фізичного практикуму, якою охоплено цикли робіт до кожного розділу курсу. Проте на виконання практикуму відведено порівняно мало годин. Разом з тим модернізація змісту робіт характерна відставанням порівняно з розвитком наукових досліджень, галузей приладобудування, тенденцій розвитку фізичної освіти.

Актуальними є тенденції оновлення як змісту, так і матеріального забезпечення виконання фізичного експерименту, спрямовані на охоплення ним всього обсягу завдань, передбачених для експериментального дослідження. Одночасно залишається не розв’язаною проблема належного розвантаження змісту і організації виконання лабораторного практикуму, бо впровадження нових засобів більшою мірою удосконалює методи і форми виконання елементів завдань, що не визначені основною метою даного експерименту.

Аналіз традиційного і модернізованого змісту лабораторних практикумів свідчить про доцільність попереднього ознайомлення учнів із сутністю окремих завдань, які не визначені основною метою роботи практикуму та формування вмінь і навичок їх виконання – пропедевтичної підготовки учнів і організації процесу виконання програм фізичного практикуму. При виборі форм розв’язання пропедевтичних завдань основний акцент зосереджено на зміст і організацію виконання експериментальних задач.

Процес організації і виконання експериментальних задач з фізики має певні особливості, а специфічність процесу створення відповідного навчального середовища дає підстави вважати проблему різноплановою і актуальною.

Нами визначена доцільність, принципи і чинники організації навчального середовища щодо планування організації і виконання системи експериментальних задач, як основи до виконання завдань фізичного практикуму, спрямованих на розв’язання проблеми адаптації учнів до специфіки підготовки і виконання фізичних лабораторних практикумів. Постійно триваюча практика впровадження і розширення обсягу фізичних експериментальних задач дозволяє відмітити належний рівень сформованості практичних і організаційних вмінь та окремих специфічних знань у учнів, завдяки чому практично в них не виникає дискомфорту при підготовці і виконанні робіт лабораторного практикуму, навіть і таких, теоретичні основи яких не достатньо розглядалися в теоретичній частині курсу. Разом з тим відмічається ще ряд задач як організаційного плану, так і змістовного, які негативно впливають на якість експериментального вивчення курсу фізики. Таке властиве переважно лабораторним роботам, зміст яких включає завдання, які не визначають основної мети роботи. Вони пов’язані з виконаннями ряду таких завдань: визначення величин, які не забезпечені матеріально засобами прямих вимірювань; ознайомлення із засобами і опанування методами виконання ряду маніпуляцій до елементів допоміжних завдань; непродуктивними витратами навчального часу в процесі складання допуску до виконання робіт щодо виявлення відповідних знань, вмінь і навичок, часто ідентичних за змістом і характерних для робіт з одного і навіть різних розділів шкільного курсу фізики.

Нині обладнання фізичних лабораторій стрімко поповнюється засобами електроніки, що сприяє помітному розширенню можливостей здійснення прямих вимірювань, а також якісній модернізації виконання ряду інших завдань. За змістом всієї системи робіт фізичного лабораторного практикуму нами виокремленні завдання, властиві ряду робіт і характерні ідентичністю методів і форм виконання та використанням однакового матеріального забезпечення. В цілому експериментальним задачам визначені основними такі цілі:

1. З’ясування суті і визначення експериментальних задач, їх місця в процесі вивчення фізики.
2. Використання автоматичних пристосувань і електронних засобів для визначення і вимірювання фізичних величин.
3. Формування навичок організації і виконання ряду вимірювань (малих проміжків часу, температури, малих переміщень і деформацій тощо).

Зміст експериментальних задач узгоджувався із змістом робіт лабораторного практикуму, описаних у відповідних посібниках [3]. Разом методам виконання завдань характерна перспективність для подальшої діяльності, тобто властива практична спрямованість.

Також варто відмітити певну недосконалість традиційного навчального обладнання, з чим пов’язано часткове доукомплектування експериментальних установок саморобними пристосуваннями, вузлами, приладами. Їх зразки фігурують у описаних нижче варіантах експериментальних задач.

В дослідженнях щодо забезпечення відповідності навчального фізичного експерименту дидактичним принципам і ергономічним вимогам визначені основні чинники мети виконання стосовно кожного виду навчального експерименту [1]. Для експериментальних задач основною визначена роль забезпечення часткової підготовки до виконання експериментальних завдань, як складових до глибших і ширших за змістом завдань. За наявності комплектів обладнання організація розв’язування експериментальних задач за формою виконується фронтально. За відсутності комплектів обладнання – ставляться задачі в формі демонстраційних дослідів.

Прикладами можуть слугувати постановки фронтально експериментальної задачі на вимірювання часу рівноприскореного руху тіла на заданій ділянці траєкторії з використанням пускових електромагнітів і датчиків. Специфічними особливостями і метою такого завдання є вироблення навичок складання установки, в якій для початкового утримання тіла, використовують електромагніт (використані електромагніти з комплектів останніх для фронтальних досліді, або від комплектів для складання електродзвінків), а також фіксація часу з використанням різних датчиків (механічного, фото- і акустичного). Комплекти останніх виготовляють за зразками, описаними в публікаціях [2]. Також при цьому використовують електронні секундоміри, модернізовані в плані підключення до них датчиків. Експериментальна установка зображена на рис. 1. В подальшому вузли установки використовуються для виконання робіт практикуму з механіки «Дослідження нерівномірного руху», «Вивчення руху тіла, кинутого горизонтально», «Визначення прискорення вільного падіння», «Дослідження руху зв’язаних тіл» тощо.

Рис. 1. Експериментальна установка з використанням пускового електромагніту і фотодатчика в комплекті з модернізованим цифровим секундоміром.

Разом зваживши на особливості будови і дії більшості експериментальних установок до вказаних робіт, зокрема, наявності в них виконуючих пристроїв – електромагнітних реле і електродвигунів, а також ергономічних вимог щодо зосередження всіх органів керування в зручному для експериментатора місці – пульті керування та розташування на ньому органів в порядку звернення до них в процесі виконання експерименту, нами запропоновані варіанти таких пультів керування, доукомплектованих блоком живлення для вузлів і виконуючих пристроїв експериментальних установок. Загальний вигляд модуля зображений на рис. 1. Органи керування на ньому розташовані зліва направо в такому порядку: ключі вмикання мережі і живлення виконуючих пристроїв, перемикач напруги живлення пристроїв, ключ вмикання живлення секундоміра, кнопка встановлення датчиків в початковий робочий стан. Вище від кнопок знаходяться роз’єми для підключення до модуля відповідних вузлів і елементів установки. Візуальне спостереження за положенням органів керування здійснюється за світінням відповідних світлодіодів.

Наразі існує потреба удосконалення методів і засобів вимірювання температури при виконанні ряду робіт лабораторного практикуму. Нині з’явились мультиметри, що запрограмовані на виконання операцій щодо вимірювання температури. Така модель є універсальною практично для будь-яких варіантів завдань і робіт лабораторних практикумів. Формування вмінь і навичок виконувати вимірювання температур мультиметром складають основні завдання експериментальних задач, чи фронтальних лабораторних робіт до вивчення теплового балансу тощо, з подальшим використанням до виконання робіт практикуму з молекулярної фізики і основ термодинаміки, визначення термічних опорів і ін.

Варто відмітити необхідність доробок експериментальних задач до окремих демонстраційних дослідів. В цілому планування і постановка системи експериментальних задач покликані підвищувати якість виконання лекційного експерименту і експериментальних завдань в плані забезпечення належної читабельності всіх видів навчального фізичного експерименту, вагомим чинником якої є своєчасне формування вмінь і навичок використання новітніх засобів до навчального експериментування, підвищення якості і ефективності формування експериментальних вмінь і навичок, практичного спрямування завдань.

Список літератури

1. Вовкотруб В.П. Ергономічний підхід до розвитку шкільного фізичного експерименту. Монографія. – Київ, 2002. – 280 с.

2. Подопригора Н.В. Датчики в навчальному фізичному експерименті / Наукові записки. – Випуск 49. Частина 1. – Серія: Педагогічні науки. – Кіровоград: РВЦ КДПУ ім.. В. Винниченка, 2003. -  С. 169-171.

3. Практикум з фізики в середній школі: дидакт. матеріал: Посібник для вчителя / Л.І.Анциферов, В.О.Буров, Ю.І.Дік, та ін.;/За ред. В.О.Бурова, Ю.І.Діка. – К.: Рад.шк., 1990. – 176 с.