Реферат: Проблема формирования исследовательских умений при проведении лабораторных практикумов
· многофункционального физического прибора.
Компьютер может выступать как помощник преподавателя при контроле базовых знаний студента. Такой контроль может осуществляться с помощью несложных тестовых заданий. [24, с.12].
Использование компьютера при проведении лабораторного практикума, на наш взгляд, помогает воспитать специалистов, обладающих высоким уровнем информационной культуры, способных использовать инструментальные средства, обеспечивающие процесс сбора, хранения и передачи информации, то есть владеющих новыми информационными технологиями.
Интеграция теоретических и эмпирических знаний как общность научного и учебного познания
К.П. Корневым и Н.Н. Шушариной реализован подход, при котором в процессе подготовки к выполнению лабораторной работы, кроме изучения теоретического материала и методики выполнения работы, обучаемый решает, несколько специально подобранных задач. Задачи имеют исследовательский характер и подобраны таким образом, чтобы подвести студента к решению экспериментальной задачи, которая рассматривается в данной лабораторной работе. В основу построения такой методики авторами положены идеи:
· системность и непрерывность в формировании исследовательских умений на протяжении всего обучения в вузе;
· представленность методологии экспериментальной деятельности на занятиях всех видов и координация их содержания по ее освоению;
· задачное построение теоретического обоснования и детализации методики эксперимента;
· активный характер познавательной деятельности студентов по овладению экспериментальными навыками;
· целостный и завершенный характер познавательной деятельности студентов, отвечающий содержанию и структуре реального научного исследования.
Авторы отмечают, что такая методика проведения практикума позволяет сократить существующий разрыв между решением задач и лабораторным практикумом, а также формирует исследовательские навыки у студентов уже на ранней стадии обучения, на этапе изучения курсов общей физики.
Перед выполнением лабораторных работ студенту предлагается решить три задачи:
· первая задача, с относительно стандартным условием, в ней вводится понятие объекта, его свойства, то есть модель, которая в дальнейшем используется в лабораторной работе;
· вторая задача более высокого уровня сложности, она занимает промежуточное место между тренировочными и творческими задачами;
· третья задача, самая сложная, творческого характера. Ее решение плавно переходит в экспериментальное исследование, проводимое в рамках лабораторной работы.
Таким образом, студент переходит от моделирования физических процессов, которое осуществляется при решении задач, к экспериментальному исследованию, в котором на практике проверяется справедливость модельных представлений, выявляется связь физических величин, параметров, явлений [19].
Несомненно, предложенная методика проведения лабораторного практикума интересна и заслуживает внимания. Однако на решение теоретических задач во время лабораторных занятий затрачивается время, отведенное для экспериментальной деятельности. В силу ряда причин количество часов, выделенное для экспериментальной деятельности по физике недостаточно, поэтому на наш взгляд нецелесообразно использовать время, отведенное для экспериментальной работы, на решение задач. Можно предложить студентам самостоятельно во внеурочное время, решить эти задачи и проверить решение при допуске к выполнению лабораторной работы. В случае если студент не решил одну или несколько задач, воспользоваться для помощи поиска решения временем, планируемым для самостоятельной контролируемой работы (СКР) или изыскать другие резервы времени. Положительный момент предложенной методики состоит в том, что авторы отказались от репродуктивного метода проведения лабораторных работ, а предложили деятельностную методику, которая при некоторой доработке позволит формировать исследовательские умения.
В.С. Звонов, А.С. Поляков, В.Н. Скребов, А.И. Трубилко в основу построения методики проведения лабораторного практикума положили принцип совмещения лабораторной работы и практического занятия. Эти совмещенные занятия проводятся после прочтения полного цикла лекций по соответствующему разделу программы. Длительность такого занятия составляет шесть академических часов, т. е. весь учебный день. Поэтому на лабораторно-практических занятиях возможна организация самостоятельной работы студентов, в которой отсутствует временной разрыв между выдачей, выполнением задания и его контролем, индивидуализируется работа обучаемых, происходит смена информационного обучения студентов деятельным обучением [16, с.68].
Во многих ВУЗах страны остается нерешенной проблема несогласованности по времени проведения лекционных, практических и лабораторных занятий. Теория, необходимая студентам для выполнения лабораторной работы или решения задач в начале семестра, дается на лекции в конце семестра и наоборот.
В.В. Светозаровым, Ю.В. Светозаровым [32, с.30] отмечено, что «сегодня практически во всех ВУЗах изучение теории, решение задач и экспериментальные работы в лаборатории оторваны друг от друга, как во времени, так и в пространстве. Лабораторный практикум по физике оторван от изучения курса еще и по тематической последовательности. Выполняя в начале семестра работу по теме конца семестра, студент тратит время на нажимание кнопок, и плохо понимает содеянное. В результате роль практикума в изучении физики ничтожна, остается лишь получение некоторых экспериментальных навыков».
Авторами была предложена интересная методика проведения лабораторного практикума – «обучение через действие». В ней организационной формой обучения является комплексное занятие, совмещающее в едином цикле изучение теории с лабораторным практикумом. Предложив новую методику В.В. Светозаров, Ю.В. Светозаров, пытались решить следующие проблемы:
1. разрыв между теорией, решением задач и экспериментальной работой как во времени, так и в пространстве;
2. тенденцию сокращения учебного времени, выделяемого на изучение фундаментальных дисциплин. Считая эту тенденцию объективной, авторы предлагают оптимизировать время, затрачиваемое на образование. «В этом отношении физический практикум имеет большие неиспользуемые резервы. Во-первых, это резерв времени: перенос изучения даже части нового материала в практикум снимет дефицит учебного времени. Во-вторых, это резерв качества обучения».
Проведение предложенного практикума возможно благодаря модульным лабораторным комплексам – настольным микролабораториям. Лабораторный комплекс формирует полностью оснащенное рабочее место для одного или двоих студентов и позволяет реализовать десятки опытов различной сложности по нужному разделу курса с быстрым доступом к любому опыту. Для проведения комплексных занятий авторами было предложено использовать часы семинарских и лабораторных занятий. Лекции по физике проводятся обычным порядком. На совмещенном занятии теоретический раздел проводится в режиме повторения, закрепления и углубления знаний. Эксперимент включается в занятие для выдвижения гипотезы, наблюдения физического явления, подтверждения закона и проводится вперемешку с изучением теории и решением теоретических задач.
Для получения зачета студент должен отчитаться за 10 экспериментов, затем выполнить дополнительный «зачетный» эксперимент. Задания для зачетного эксперимента имеют различные уровни сложности и даются с учетом творческих возможностей конкретного студента. Так, задание первого уровня требует выбора метода исследования, второго - выполнения процедуры, описанной в методическом пособии, третьего – проверку теоретических знаний по данному разделу, четвертого – выполнение эксперимента, содержащего элементы научного исследования.
В новой форме занятий оказалось выражено следующее:
· мгновенно возникающая постоянно нараставшая атмосфера сотрудничества преподавателя и студента;
· увлеченность студентов;
· большая нагрузка на преподавателя, связанная с необходимостью органично сочетать разные формы занятий и динамично реагировать на развитие ситуации;
· необходимость основательной подготовки преподавателя к занятию с многовариантным планированием занятия;
· необходимость издания методических пособий иного вида, чем принято для традиционных форм занятий;
· целесообразность сочетания фронтальных экспериментов с индивидуальными заданиями повышенной сложности и самостоятельности (например, по завершению каждой темы).
Темп проведения экспериментов в 2 – 4 раза превышал темп обычного лабораторного занятия.
Авторами отмечены недостатки: слабый контроль подготовки к занятию, запаздывание методического обеспечения, дефицит посадочных мест, необходимость коллективной работы на одной установке (более активный студент подавляет инициативу товарищей). [22]. Несомненно, такая методика решает поставленные проблемы. Однако, как показывает наш опыт, «живой» эксперимент, когда студенты собирают установки своими руками, более успешно решает задачи формирования исследовательских навыков.
«На состоявшейся в г. Челябинске IV учебно-методической конференции стран Содружества «Современный физический практикум» (октябрь,1997г.) было отмечено, что многие кафедры физики начинают реструктуризацию временной последовательности в изучении курса физики. Объективной предпосылкой тенденции является то обстоятельство, что физика – наука экспериментальная. Следовательно, во главу угла физического образовательного процесса должен быть поставлен учебный физический эксперимент. Реконструкция временной последовательности физического образования в ВУЗах должна пройти в два этапа. На первом этапе временная последовательность должна начинаться с серьезной лекционной демонстрации, или лекционного физического эксперимента, если позволяют технические возможности и завершиться практикой (семинаром), лабораторной работой. На втором этапе возможно начинать изучение курса физики с лабораторного практикума, результаты которого получают теоретическое обоснование на лекции и закрепляются изучением расчетных методов на практических занятиях [11].
На наш взгляд, сочетание лабораторных работ и экспериментальных творческих заданий при проведении практикума способствует выявлению индивидуальных способностей студентов, вовлечению большинства из них в исследовательскую деятельность и подготовке к дальнейшей научно-исследовательской работе.
Цикличность проведения практикумов
Многие авторы считают, что формирование исследовательских умений должно носить цикличный характер. Принципу цикличности соответствует методика проведения физического практикума по общей физике, предложенная В.В. Панченко, В.И. Стремоусовым [26]. Лабораторный практикум делится на два цикла: вводный и комплексные работы. Цель вводного цикла научить студентов делать измерения и пользоваться приборами, с которыми они будут работать при выполнении общего физического практикума. После выполнения первого цикла, студенты переходят к выполнению следующего, в котором ставятся уже более сложные задачи. Для формирования исследовательских умений студентам предлагается выполнить самостоятельно творческую зачетную работу экспериментального характера. Обучаемый может самостоятельно выбрать тему, которая затем утверждается преподавателем. Работа выполняется студентом в течение недели. Преподаватель оказывает помощь в виде консультаций. Студенты, выполнившие самостоятельную работу, освобождаются от сдачи зачета по нескольким текущим работам. Как отмечают авторы, введение самостоятельной работы создает дополнительные трудности, так как требует большего времени, затрачиваемой энергии со стороны преподавателя, поисков и подбора приборов, дополнительных консультаций и т. д., но такая работа активизирует познавательный интерес, учит работе с более сложным оборудованием, формирует не только экспериментальные умения, но и исследовательские.
Мы считаем, что необходимо, составив систему заданий, разработать методику, позволяющую внедрить творческую работу на протяжении всего периода обучения на младших курсах. На лабораторных занятиях следует постепенно проводить подготовку студентов, развивать их творческие способности, формировать исследовательские умения. Считаем, что к каждой лабораторной работе физического практикума следует разработать систему экспериментальных творческих заданий, которые необходимо предлагать студентам в зависимости от их способностей и подготовленности. Работа над различными заданиями студентом должна вестись на протяжении всего периода обучения данному предмету, причем она не заменяет основной лабораторный практикум.
Реальность задач решаемых на лабораторном практикуме
А.Н. Кулев и С.Ф. Борисов [21] предлагают новую методику проведения лабораторного практикума. «Студент должен исследовать хотя и упрощенные, но реальные явления и объекты». Авторы предлагают, без существенных изменений лабораторного оборудования, изменить методическое обеспечение дисциплины. А.Н. Кулев и С.Ф. Борисов считают, что методическое пособие проведения эксперимента не должно полностью описывать его, учитывая все не существенные стороны и погрешности, предлагая готовую модель реального процесса. Необходимо так строить экспериментальную работу студента, чтобы он сам от реальной задачи приходил к модели.
Заключение
Обобщая вышесказанное, сформулируем основные положения формирования исследовательских умений средствами физического практикума:
1. Формирование исследовательских умений студентов будет идти наиболее эффективно при соблюдении ряда условий:
· система учебно-исследовательской работы должна пронизывать все учебные занятия теоретические и практические;
· на всех этапах учебно-исследовательской и научно-исследовательской работы необходимо учитывать индивидуальные особенности студентов;
· для обеспечения преемственности в формирования умений и навыков исследовательской деятельности необходимо обеспечить тематическое единство учебно-исследовательской и научно-исследовательской работы студента на разных курсах.
2. Включение в физический практикум современных методов исследования, позволяет значительно усилить фундаментальную естественнонаучную подготовку, способствует пониманию сущности рассматриваемых явлений, их практического использования.
3. Необходимо разумное сочетание традиционной и новой методик проведения лабораторного практикума, позволяющих формировать исследовательские умения студентов младших курсов.
4. Реализация личностно ориентированного подхода при организации физического практикума.
5. Сочетание современного лабораторного практикума с информационными технологиями.
Литература
1. Агибова, И.М. Подготовка преподавателя физики в университете [Текст] / И.М. Агибова. – Ставрополь: СГУ, 2003. – 268с. – ISBN 5-88648-423-Х.
2. Алексеев, Н.И. Личностно-ориентированное обучение в школе [Текст] / Н.И. Алексеев.– Ростов-на-Дону: Феникс, 2006. – 332с. – ISBN 5-222-09004-3.
3. Алексеев, Н.И. Педагогические основы проектирования личностно-ориентированного обучения: автореф. дисс…д-ра пед. наук: 13.00.01 [Электронный ресурс] / Алексеев Николай Алексеевич. – Екатеринбург, 1997. 42с.
4. Архангельский, С.И. Лекции по теории в высшей школе [Текст] / С.И. Архангельский. – М.: Высшая школа, 1974. 385с.
5. Архангельский, С.И. Учебный процесс в высшей школе, его закономерные основы и методы [Текст] / С.И. Архангельский. М.: Высшая школа, 1980. – 368с.
6. Бегинин, Е.Н. Университетский физический практикум новый подход [Текст] / Е.Н. Бегинин, Б.С. Дмитриев [и др.] // Физика в системе современного образования (ФССО-03): Труды седьмой Международной конференции: сб. ст., Санкт-Петербург, 14-18 октября 2003г. / Ред. кол. С.В. Бубликов [и др.]. – СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2003. – Т.1. – 199с. – ISBN 5-8064-0712-8.
7. Беховых, Ю.В. Постановка лабораторного практикума на кафедре физики АГАУ [Текст] / Ю.В. Беховых, Л.А. Беховых [и др.] // Совещание заведующих кафедрами физики технических ВУЗов России: тез. докл. конф., Москва, 26-28 июня 2006г. / Отв. ред. Г.Г. Спирин. – Москва: АВИАИЗДАТ, 2006. – 320с. – ISBN 5-900807-39-8.
8. Ваганова, Т.Г. Творческие лабораторные работы по физике в техническом вузе [Текст] / Т.Г. Ваганова, Е.А. Семенюк //Физика в системе современного образования (ФССО-03): Труды седьмой Международной конференции: сб. ст., Санкт-Петербург, 14-18 октября 2003г. / Ред. кол. С.В. Бубликов [и др.].– СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2003. – Т.2. – 229с. – ISBN 5-8064-0713-6.
9. Воронцов, В.Н. Методические подходы к проектированию современного лабораторного практикума по физическим основам электронного материаловедения и приборостроения [Текст] / В.Н. Воронцов, О.В. Денисов [и др.] // Физика в системе современного образования (ФССО-03): Труды седьмой Международной конференции: сб. ст., Санкт-Петербург, 14-18 октября 2003г. / Ред. кол. С.В. Бубликов [и др.].– СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2003. – Т.2. 229с. – ISBN 5-8064-0713-6.
10. Гаспарова, Л.Б. Педагогические технология проведения лабораторного практикума в системе подготовки инженеров: дис… канд. пед. наук: 13.00.08 [Электронный ресурс] / Гаспарова Лана Багратовна. – Самара, 2005. – 196с.
11. Гуревич, С.Ю. Тенденции развития физического практикума в ВУЗах [Текст] / С.Ю. Гуревич // Физическое образование в вузах. 1997. – Т.3, № 3. – С.22-23.
12. Дидактические основы профессионально-педагогической подготовки студентов-физиков [Текст] / И.А. Иродова, И.М. Агибова [и др.]. – Ярославль: ЯГПУ им. К.Д. Ушинского, 2004. 278с. – ISBN 5-87555-399-5.
13. Догадин, Н.Г. Усиление роли лабораторного практикума в теоретической подготовке студентов [Текст] / Н.Г. Догадин //Физика в системе современного образования (ФССО-03): Труды седьмой Международной конференции: сб. ст., Санкт-Петербург, 14-18 октября 2003г. / Ред. кол. С.В. Бубликов [и др.].– СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2003. – Т.1. – 199с. – ISBN 5-8064-0712-8.
14. Дядиченко, Е.А. Дифференцированное обучение в системе личностно ориентированного образования [Текст] / Е.А. Дядиченко // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Общественные науки. – 2000. –№ 1. – С.105-108.
15. Евсикова Н.Ю. Роль физического практикума в техническом вузе [Текст] / Н.Ю. Евсикова, Н.С. Камалова [и др.] // Совещание заведующих кафедрами физики технических ВУЗов России: тез. докл. конф., Москва, 26-28 июня 2006г. – Москва: АВИАИЗДАТ, 2006. – 320с. – ISBN 5-900807-39-8.
16. Звонов, В.С. Метод активизации индивидуальной работы на лабораторно-практических занятиях по физике [Текст] / В.С. Звонов, А.С. Поляков [и др.] // Физика в системе современного образования (ФССО-01): тез. докл. конф., Ярославль, 28-31 мая 2001г. / Отв. ред. С.Б. Московский. Ярославль: ЯГПУ им. К.Д. Ушинского, 2001. – 200с. – ISBN 5-87555-181-Х.
17. Зимняя, И.А. Педагогическая психология [Текст] / И.А. Зимняя. – М.: Логос, 2008. – 383с. – ISBN 978-5-98704-069-8
18. Зиновьев, С.И. Учебный процесс в советской высшей школе [Текст] / С.И. Зиновьев. – М.: Высшая школа, 1975. – 316с.
19. Кортнев, К.П. Сочетание в обучении решения задач и лабораторного практикума [Текст] / К.П. Кортнев, Н.Н. Шушарина // Современные методы физико-математических наук: Труды международной конференции: сб.ст., Орел, 9-14 октября 2006г. / Отв. ред. А.Г. Мешков, В.Д. Селютин. – Орел: ОГУ, 2006. –Т.3. – 366с. – ISBN 5-9708-0063-5 (978-5-9708-0063-8).
20. Кравченко, Л.Ю. Содержание подготовки будущих учителей физики к личностно ориентированной профессиональной деятельности с применением компьютерных технологий [Текст] / Л.Ю. Кравченко // Съезд российских физиков-преподавателей «Физическое образование в ХХI веке»: тез. докл. конф., Москва, 28-30 июня 2000г. – М.: Физический факультет МГУ, 2000. – 426с. – ISBN 5-8279-0008-7.
21. Кулев, А.Н. Роль и место лабораторного практикума в современном курсе общей физики [Текст] / А.Н. Кулев, С.Ф. Борисов // Физическое образование в вузах. – 2000. – Т.6, № 4. – С.29-33.
22. Леонов, Ю.В. Формы активизации познавательной деятельности студентов на лабораторных занятиях с элементами проблемности [Текст] / Ю.В. Леонов, Л.Т. Прищепа / Формы и методы активизации познавательных интересов студентов в процессе преподавания физических дисциплин: Межвузов. сб. науч. трудов. / Отв. ред. А.Б. Варнавских. – Ростов-на-Дону: РГПИ, 1985. 150с.
23. Министерство Образования Российской Федерации. Москва 2000. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Специальность 010701 Физика. Квалификация – физик. 17.03.2000г. [Текст] Номер гос. регистрации 172 ен/сп.
24. Митин, И.В. Общий физический практикум в курсе общей физики [Текст] / И.В. Митин, А.М. Салецкий [и др.] // Физика в системе современного образования (ФССО-07): Материалы IX Международной конференции: сб.ст., Санкт-Петербург, 4-8 июня, 2007г. / Ред. кол. Н.И. Анисимова, Ю.А. Гороховатский [и др.]. – СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2007. – Т.1. – 504с. – ISBN 978-5-8064-1223-3.
25. Осипова, И.А. Совершенствование профессиональной подготовки преподавателей физики на основе комплексного общефизического лабораторного практикума по волновой оптике: дис… канд. пед. наук: 13.00.08 [Электронный ресурс] / Осипова Ирина Анатольевна. – Тамбов, 2001. – 164с.
26. Панченко, В.В. Лабораторный физический практикум в системе подготовки преподавателя физики [Текст] / В.В.Панченко, В.И. Стремоусов В.И. // Единство теоретической и практической подготовки учителей математики и физики в условиях реформы школы. – Волгоград: ВГПИ, 1987. – С.124-128.
27. Попко, Ю.М. Руководство к практикуму по физике [Текст] / Ю.М. Попко, Л.А. Князева. – М.: Учпедгиз, 1959. – 444с.
28. Практикум по общей физике [Текст] / В.Ф. Ноздрев [и др.]. – М.: Просвещение, 1971. – 311с.
29. Рублев, Ю.В. Практикум по электричеству с элементами программированного обучения [Текст] / Ю.В. Рублев, А.Н. Куценко, А.В. Кортнев. – М.: Высш. школа, 1971. – 312с.
30. Руководство к лабораторным занятиям по физике [Текст] / Л.Л. Голдин [и др.]. – М.: Наука, 1973. – 688с.
31. Руководство к лабораторным занятиям по физике [Текст] / Л.Л. Голдин [и др.]. – М.: Наука, 1983. – с 532.
32. Светозаров, В.В. Опыт экспериментально-теоретических занятий и проблема высокого качества фундаментального образования [Текст] / В.В. Светозаров, Ю.В. Светозаров // Физическое образование в вузах. – 1998. – Т.4, №4. – С.30-35.
33. Светозаров, В.В. Концепция физического практикума для вариативной системы образования [Текст] / В.В. Светозаров, Ю.В. Светозаров // Физическое образование в вузах. – 1998. – Т.4, 4. – С.137-143.
34. Сериков, В.В. Личностно-ориентированное образование [Текст] / В.В. Сериков // Педагогика. – 1994. – № 5. – С. 16-21.
35. Сериков, В.В. Образование и личность. Теория и практика проектирования педагогических систем [Текст] / В.В. Сериков. – М.: Логос, 1999. – 272с. – ISBN 5-88439-018-1.
36. Скроботова, Т.В. Лабораторный практикум как средство развития профессионально важных качеств будущих инженеров [Текст] / Т.В. Скроботова,В.И. Крахоткин [и др.] // Физика в системе современного образования (ФССО-03): Труды седьмой Международной конференции: сб. ст., Санкт-Петербург, 14-18 октября 2003г. / Ред. кол. С.В. Бубликов [и др.].– СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2003. – Т.2. – 229с. – ISBN 5-8064-0713-6.
37. Скроботова, Т.В. Практикум по физическому эксперименту для студентов специальности «Профессиональное обучение» [Текст] / Т.В. Скроботова, В.И. Крахоткин [и др.]. – Ставрополь: АГРУС, 2005. – 204 с. – ISBN 5-9596-0280-6.
38. Физический практикум. Электричество и оптика [Текст] / В.И. Иверонова [и др.]. – М.: Наука, 1968. – 816с.
39. Чернилевский, Д.В. Дидактические технологии в высшей школе: Учебное пособие для вузов [Текст] / Д.В. Чернилевский. М: Юнити – Дана 2002. – 437с. – ISBN 5-238-00350-1.
40. Якиманская, И.С. Личностно-ориентированное обучение в современной школе [Текст] / И.С. Якиманская. – М.: Сентябрь, 1996. – 96с. – ISBN 978-5-88753-007-9.
41. Якиманская, И.С. Технология личностно-ориентированного образования [Текст] / И.С. Якиманская. – М.: Сентябрь, 2000. – 176с. – ISBN 978-5-88753-039-0.
42. Яковлев, К.П. Физический практикум [Текст] / К.П. Яковлев. – М.: Гостехиздат, 1944. – Т.1 – 345с.
43. Яковлев, К.П. Физический практикум [Текст] / К.П. Яковлев. – М.: Гостехиздат, 1949. – Т.2 – 324с.
