CC BY
38
Студенты, которые показали самые высокие результаты, получили в группах наибольшее количество выборов в процессе решений заданных нами ситуаций затруднения. Ситуационные задачи-затруднения требовали от бакалавров института физической культуры и спорта проявления автономного следования общественным правилам и нормам.
В процессе решения ситуации затруднения, бакалавры института физической культуры и спорта, показали низкие результаты. Количество полученных ими выборов либо очень ограничено, либо они вообще отсутствуют, и вследствие этого оказалась самая неудовлетворительная позиция в коллективе. Для данной группы бакалавров института физической культуры и спорта характерна пассивное состояние, вялое или грубое отношение в коллективе, неприязненное отношение к окружающим, развязность в обращение со старшим поколением, нежелание делиться информацией сокурсниками, неумение доводить начатое дело до конца.
В процессе опытно-экспериментальной работы учитывались следующие компоненты профессиональной направленности бакалавров института физической культуры и спорта: мысли, чувства, поступки. Эти компоненты были подвержены ситуативным влияниям. Так же в работе учитывалось неодинаковая действенность каждого из компонентов, и носили разный характер содержания, а также степени самостоятельности субъектности личности будущего специалиста сферы физической культуры и спорта. В содержания этих компонентов профессиональной направленности бакалавров физической культуры и спорта входили: эгоистическое, коллективистическое, гуманистическое, индивидуалистическое направленность.
На основании данных психолого-диагностического и корректирующего этапов были выделены следующие уровни формирования профессиональной направленности бакалавров института физической культуры и спорта.
1. Безучастный (низкий) уровень. Основная характеристика этого уровня проявляется в отсутствии значимости и неосознанности бакалавров института физической культуры и спорта. Бакалавр находится на грани не понимания, взаимопонимание отсутствует на уровне общения друг с другом. Незначительное сочувствия и содействия к окружающим. Низким уровнем отличается непонимания бакалаврами важности проявления к нему положительного отношения.
2. Осознанный (средний) уровень. Характеризует бакалавров с положительной стороны в процессе осознанного отношения к профессионально-педагогической деятельности в сфере физической культуры. Выявляется среднее проявление согласованности мыслей, чувств, поступков к сокурсникам.
3. Творческий (высокий) уровень. Соотношения единства компонентов мыслей, чувств, действий и гармонией характеризуется проявлением бакалавров института физической культуры и спорта согласованной устойчивости.
В основу психологической диагностики и прогнозирования процесса формирования профессиональной направленности бакалавров института физической культуры и спорта легли данные уровни. Уровни формирования профессиональной направленности бакалавров института физической культуры и спорта позволили дифференцировать личностные психологические качества и характеризовать будущих работников в сфере физической культуры и спорта. Таким образом, данная система уровней говорит о том, что очень малое число бакалавров может быть отнесено к третьему, высокому (творческому) уровню. Третий (творческий, высокий) уровень является эталоном для всех последующих уровней и практически является идеальным для характеристики бакалавров института физической культуры и спорта.
В результате осуществления данной работы, повышается результативность и эффективность процесса формирования профессиональной направленности бакалавров института физической культуры. В процессе учебно-воспитательной деятельности улучшается образовательная среда. Данный процесс основан на вовлечении всех преподавателей института, способный доставить преподавателю наиболее важные данные о бакалавре института физической культуры и спорта. Создании возможности для их реализации и совершенствования внутри коллективного взаимодействия. Снижаются затраты посредством устранения неэффективных, нерациональных действий и оптимального использования всех видов ресурсов необходимых для достаточно объективной и дифференцированной оценки преподавателем профессионально-педагогической готовности бакалавров института физической культуры и спорта.
По рассмотренной выше пятибалльной системе критериев, предлагаемая нами методика психологической диагностики и прогнозирования профессиональной направленности бакалавров института физической культуры и спорта, представляет собой разновидность естественного-педагогического эксперимента.
Созданная нами интегративная модель формирования профессиональной направленности бакалавров института физической культуры и спорта включает основные свойства целостной модельной системы, которая обеспечивает устойчивое функционирование, предполагая единство и взаимосвязь всех компонентов органичной системы.
Библиографический список
1. Штофф В.А. Моделирование и философия. Москва: Наука, 1966.
2. Голуб С.Б. Методы активной профессиональной подготовки обучающихся индустриально-педагогического колледжа: Автореферат диссертации...кандидата педагогических наук. Магнитогорск, 1997.
3. Мясоедов С.П., Колесникова И.В., Борисова Л.Г. Российская деловая культура. Воздействие на модель управления. Москва: Дело АНХ, 2011.
References
1. Shtoff V.A. Modelirovanie i filosofiya. Moskva: Nauka, 1966.
2. Golub S.B. Metody aktivnoj professional'noj podgotovki obuchayuschihsya industrial'no-pedagogicheskogo kolledzha: Avtoreferat dissertacii...kandidata pedagogicheskih nauk. Magnitogorsk, 1997.
3. Myasoedov S.P., Kolesnikova I.V., Borisova L.G. Rossijskaya delovaya kul'tura. Vozdejstvie na model' upravleniya. Moskva: Delo ANH, 2011.
Статья поступила в редакции. 12.07.18
УДК 378
Shapovalov A.A., Doctor of Sciences (Pedagogy), Professor, Department of Physics and Methods of Teaching Physics,
Altai State Pedagogical University (Barnaul, Russia), E-mail: shap_a_a@mail.ru
Andreeva L.E., Cand. of Sciences (Pedagogy), senior lecturer, Department of Physics and Methods of Teaching Physics,
Altai State Pedagogical University (Barnaul, Russia), E-mail: ale_njan@mail.ru
TRAINING OF STUDENTS FOR DESIGNING AND DECISION EXPERIMENTAL TASKS IN PHYSICS. In the article current problems of statement of a laboratory physical experiment in the system of the higher pedagogical education are designated. The approach to the organization of an educational laboratory experiment focused not on performance by students of tasks on in advance prepared instructions and on already assembled installations, and on their preparation for independent designing and the further solution of subject experimental tasks is offered. The generalized plans of the description of different types of scientific knowledge are taken as a basis of classification of such tasks. For performance of experiments it is recommended to use the element base
constructed as technical designers, microlaboratories and sensors of physical quantities. Examples of plots and experimental tasks are given. The work specifies the ratio of a virtual and natural experiment.
Key words: laboratory experiment, subject experimental problems, sensors of physical quantities, microlaboratories, design sets.
А.А. Шаповалов, д-р пед. наук, проф. каф. физики и методики обучения физике, ФБГОУ ВО «Алтайский государственный педагогический университет», г. Барнаул, E-mail: shap_a_a@mail.ru Л.Е. Андреева, канд. пед. наук, доц. каф. физики и методики обучения физике, ФБГОУ ВО «Алтайский государственный педагогический университет», г. Барнаул, E-mail: ale_njan@mail.ru
ПОДГОТОВКА СТУДЕНТОВ К КОНСТРУИРОВАНИЮ И РЕШЕНИЮ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ
В статье обозначены актуальные проблемы постановки лабораторного физического эксперимента в системе высшего педагогического образования. Предложен подход к организации учебного лабораторного эксперимента, ориентированный не на выполнение студентами заданий по заранее подготовленным инструкциям и на уже собранных установках, а на их подготовку к самостоятельному конструированию и дальнейшему решению сюжетных экспериментальных задач. За основу классификации таких задач взяты обобщённые планы описания различных видов научного знания. Для выполнения экспериментов рекомендовано использовать элементную базу, построенную по типу технических конструкторов, микролаборатории и датчики физических величин. Приведены примеры задачных сюжетов и экспериментальных задач. Указано на соотношение виртуального и натурного эксперимента.
Ключевые слова: лабораторный эксперимент, сюжетные экспериментальные задачи, датчики физических величин, микролаборатории, конструкторские наборы.
Физический эксперимент - неотъемлемая составляющая преподавания физики, как в средней, так и в высшей школе. При этом особая роль отводится эксперименту, выполняемому учащимися и студентами самостоятельно. В средней школе этот вид эксперимента проводится в основном в форме фронтальных лабораторных работ, когда все учащиеся выполняют однотипные действия на одинаковом оборудовании всем классом, всем фронтом, одновременно. В вузе принята другая форма самостоятельного выполнения физического эксперимента, называемая физическим практикумом. Надо отметить, что ранее физический практикум ставился и в старших классах средней школы. В настоящее время эта форма в сильно урезанном виде осталась лишь в профильных физико-математических классах. Физический практикум отличается от фронтальных лабораторных работ тем, что малые группы или даже отдельные учащиеся выполняют разные работы, как правило, на более сложном оборудовании, чем оборудовании, предназначенном для фронтального лабораторного эксперимента.
Наряду с фронтальными лабораторными работами и практикумами самостоятельная постановка физического эксперимента может проводиться учащимися и в форме решения экспериментальных задач. Но ни в средней, ни в высшей школе эта форма не является обязательной к исполнению. Перечни экспериментальных задач не включаются в программы, а соответствующие сборники не имеют официального статуса и носят рекомендательный характер.
Анализ инструкций к фронтальным лабораторным работам и работам физических практикумов для средней школы и разных типов высших учебных заведений показывает, что многие из них строятся в основном по одной схеме. В инструкциях обозначается тема работы, формулируется её цель, перечисляются используемые приборы и материалы, приводится рисунок экспериментальной установки с описанием её особенностей, если в этом есть потребность. Во многих инструкциях приводятся основные теоретические сведения, необходимые для осознанного выполнения эксперимента. Далее пошагово даются указания, которые необходимо выполнить, чтобы достичь поставленной цели. В инструкциях обычно присутствуют и формы для отображения полученных экспериментальных данных. Следует отметить, что практически всегда для выполнения лабораторных работ ученикам и студентам даются уже собранные лабораторные установки. В школе такие установки в соответствии со стандартными описаниями загодя готовятся, оперативно выставляются и так же оперативно убираются учителем в соответствии с расписанием учебных занятий в кабинете физики. В вузе лабораторные установки нередко годами, а иногда и десятилетиями стоят в специализированных лабораториях в состоянии готовности к использованию в любое время. В такой стабильности есть свои плюсы и минусы, определяемые вторым видом ориентировочной основы действий, на котором они строятся. Этот вид ориентировки в заданиях направлен на некого усреднённого ученика или студента и гарантирует выполнение им работы при строгом соблюдении
данных указаний. Ориентировка первого типа, характеризующаяся своей неполнотой, предполагающая конкретизацию действий самим учащимся и выполнение заданий путём проб и ошибок, в лабораторном эксперименте используется только при постановке творческих работ. При решении же экспериментальных задач олимпиадного вида эта ориентировка оказывается ведущей. Ориентировочная основа действия третьего типа, имеющая полный состав и содержащая ориентиры обобщённого вида, предполагает наличие в изучаемом курсе методологической составляющей, в которой в весьма объёмном виде представляются вопросы теории, техники и технологии проведения экспериментальной исследовательской работы [1; 2]. Отсутствие специальной методологической составляющей в курсах физики не позволяет в полной мере использовать ориентировку третьего типа при составлении инструкций к лабораторным работам.
Но самое главное, подавляющее большинство выверенных временем инструкций, как для фронтальных лабораторных работ, так и для физических практикумов, содержат описания, ориентированные на классические экспериментальные установки и классическую измерительную аппаратуру. Относительно новое для нашей средней и высшей школы оборудование - датчики физических величин, микролаборатории, целостные программно-аппаратные комплексы - пока ещё с трудом приходят на смену традиционному оборудованию, несмотря на то, что это оборудование позволяет принципиально изменить способы сбора, обработки и отображения информации, получаемой при выполнении экспериментальных работ.
Представленное положение дел в области лабораторного физического эксперимента усугубляется в педагогических вузах. Выполнение будущими учителями лабораторных работ на заранее собранных, отлаженных и готовых к использованию установках не способствует формированию у них профессионально значимых умений комплектовать и собирать подобные установки при работе в школе. Использование в практикумах однотипных стандартизованных и единых для всех инструкций не отражает идей дифференцированного подхода к организации педагогического процесса, не позволяет индивидуализировать обучение студентов, не готовит их к дальнейшей работе в многопрофильной и разноуровневой школе. Игнорирование при проведении эксперимента относительно нового для отечественной школы учебного оборудования не способствует подготовке будущих учителей к внедрению такого оборудования в учебный процесс средней школы. Обозначенные проблемы требуют перестройки системы лабораторного физического эксперимента в педагогических вузах. Эта перестройка должна учитывать специфику будущей профессиональной деятельности студентов педагогического вуза, соотноситься с ведущими педагогическими идеями, ориентироваться на современные технологии сбора, обработки и отображения информации.
Вариантом решения обозначенной проблемы является подготовка студентов к самостоятельному конструированию и решению экспериментальных физических задач.
Для организации такой подготовки, прежде всего, необходимо провести отбор сюжетов, которые в дальнейшем будут положены в основу задач. Далее следует выделить те классы и виды задач, которые отражают структуру и содержание изучаемого курса физики. За основу классификации сюжетных экспериментальных задач целесообразно взять обобщённые планы описания различных видов научного знания. Для перевода конструируемых задач на экспериментальную платформу можно создать относительно несложную элементную базу, построенную по типу технических конструкторов и позволяющую оперативно собирать большое число различных экспериментальных установок. При решении экспериментальных задач ориентироваться надо на использование современных средств сбора и обработки данных.
Ниже приведено несколько элементарных примеров сюжетов, на основе которых может быть построено множество различных задач.
1. Клеммы от источника тока с известными ЭДС и внутренним сопротивлением подключены к электродам, опущенным в электролит. Через электролит протекает электрический ток. На одном из электродов выделяется металл. Имеется возможность изменять параметры источника тока и электролита.
2. Конденсатор заряжается от источника постоянного тока, после чего подсоединяется к резистору. Происходит разряд конденсатора.
3. Конденсатор заряжается от источника постоянного тока, после чего подсоединяется к катушке индуктивности. В образовавшемся колебательном контуре возникают затухающие электромагнитные колебания.
Каждый из сюжетов описывается уравнениями, в которые входят величины. Эти величины можно соотнести с видами экспериментальных задач по изучению физических явлений, введению производной физической величины, определению численного значения физической величины, определению численного значения физической постоянной, исследованию зависимостей между физическими величинами, изготовлению или изучению прибора, механизма. Соотнося величины с видами научного знания можно получить конкретные формулировки экспериментальных задач.
Приведём простейший пример. Суть сюжета: металлический проводник подключён к источнику тока. Уравнениями, описывающими данный сюжет, являются законы Ома для полной цепи и участка цепи, формула зависимости сопротивления от параметров проводника, формулы для расчёта количества теплоты, выделяющегося при нагревании проводника, формула для расчёта индукции магнитного поля, создаваемого проводником с током. В эти уравнения входит вполне определённое количество физических величин. Описание сюжета будет выступать в качестве условия конструируемых задач. Вопросы же к задачам могут быть, например, такими: «Протекает ли по проводнику электрический ток?», «Чему равно сопротивление проводника?», «Как изменятся показания амперметра и
Библиографический список
вольтметра, если последовательно с источником тока включить еще один такой же источник?», «Как изготовить прибор для измерения сопротивления проводника?».
Рассмотрим более подробно процесс решения экспериментальной задачи.
Пусть дана катушка индуктивности известной величины и конденсатор неизвестной ёмкости. Необходимо определить электроёмкость конденсатора.
Для решения задачи можно собрать колебательный контур: зарядить конденсатор и подключить к катушке. Измерив период электромагнитных колебаний, величину электроёмкости можно найти из формулы Томсона. Для проверки правильности полученного ответа можно зарядить конденсатор от источника постоянного тока, измерить напряжение на его обкладках, после чего подсоединить к конденсатору резистор с известным сопротивлением. Если в предыдущей задаче получен верный результат, то можно найти время, через которое напряжение на обкладках конденсатора уменьшится до наперед заданной величины, или в определённое число раз.
Все измерения быстро проводятся и наглядно отображаются в табличной, графической и аналитической формах при использовании датчика напряжения и какой-либо микролаборатории, например, «Архимед», «Эйнштейн», «Pasco»,«LabQuest». Наш опыт показывает, что наилучшие результаты получаются, если использовать датчикиУегтег и обрабатывать результаты измерений в программе LoggerPRO.
При решении экспериментальных задач можно применять и компьютерное моделирование. Приведём пример задачи о согласовании нагрузки и источника тока.
К источнику тока подключена нагрузка. Каким должно быть сопротивление нагрузки, чтобы мощность, выделяемая во внешней цепи, была максимальной? Чему равна максимальная мощность, и какой ток в этом случае протекает через нагрузку?
Задача ставится и решается как экспериментальная. Натурному же эксперименту может предшествовать, но не заменять его, компьютерное моделирование процесса.
Такое моделирование удобно проводить в среде LabView, имеющей почти неограниченные для решения экспериментальных задач возможности и понятный интерфейс. В рассматриваемом случае можно провести предварительные исследования, подключая к виртуальному источнику тока виртуальные нагрузки с различными сопротивлениями. Результаты будут отображаться в аналитической и графической формах. После этого можно проводить эксперимент натурный и проверять справедливость сделанных предсказаний.
Представленный подход к обучению студентов конструированию и решению экспериментальных задач по физике реализован авторами данной статьи в Алтайском государственном педагогическом университете в рамках курса «Педагогическое конструирование» и подробно описан в учебных пособиях [3 - 5], поддерживающих этот курс.
1. Старовиков М.И. Введение в экспериментальную физику. Санкт-Петербург: Лань, 2008.
2. Сквайрс Дж. Практическая физика: Перевод с английского. Москва. 1971.
3. Шаповалов А.А., Таныгин С.В. Педагогическое конструирование системы лабораторного физического эксперимента. Барнаул: АлтГПУ, 2011.
4. Шаповалов А.А., Таныгин С.В. Учебно-исследовательские работы по механике. Барнаул: АлтГПУ, 2015.
5. Шаповалов А.А. Педагогическое конструирование экспериментальных задач с использованием датчиков физических величин. Барнаул: АлтГПУ, 2017.
References
1. Starovikov M.I. Vvedenie v 'eksperimental'nuyu fiziku. Sankt-Peterburg: Lan', 2008.
2. Skvajrs Dzh. Prakticheskaya fizika: Perevod s anglijskogo. Moskva. 1971.
3. Shapovalov A.A., Tanygin S.V. Pedagogicheskoe konstruirovanie sistemy laboratornogo fizicheskogo 'eksperimenta. Barnaul: AltGPU, 2011.
4. Shapovalov A.A., Tanygin S.V. Uchebno-issledovatel'skie raboty po mehanike. Barnaul: AltGPU, 2015.
5. Shapovalov A.A. Pedagogicheskoe konstruirovanie 'eksperimental'nyh zadach s ispol'zovaniem datchikov fizicheskih velichin. Barnaul: AltGPU, 2017.
Статья поступила в редакцию 09.07.18
УДК 374.31
Omarov M.M., Cand. of Sciences (Pedagogy), senior lecturer, Department of Life Safety, Dagestan State Pedagogical University (Makhachkala, Russia), E-mail: omarov.66@inbox.ru
DEVELOPMENT OF INTEREST FOR LEARNING ECOLOGICAL SAFETY OF EIGHTH-GRADERS AT LESSONS OF "SAFETY LIFE MANAGEMENT". The article studies the theoretical substantiation and presents an analysis of factors influencing cognitive activity and development of learning interest of pupils to ecological safety in school. On the basis of Gymnasium № 7 and School
