CC BY
2Научная статья УДК 37.035
DOI: 10.24412/cl-37031 -2024-2-161-167
АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ПРОВЕДЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ НА РАЗНЫХ ЭТАПАХ ОБУЧЕНИЯ
Беркутбаева Р. А. 2 3, Сугирбекова А. К. 1 4, Уразакынов Д. К. 1 5
1 Казахский национальный педагогический университет им. Абая (050010 г. Алматы, пр. Достык, д.13), г. Алматы, Казахстан
Академия гражданской авиации (050039 г. Алматы, ул. Закарпатская, 44), г. Алматы, Казахстан
3
barr_0609@mail. ru
4 cugir. 72@mail. ru
5 darinalban. 84@mail. ru
Аннотация: Раскрывается роль учебного эксперимента как инновационной образовательной среды с точки зрения формирования компетенций в области естественно-научных дисциплин. Целью статьи является диагностика экспериментальной базы как инновационной формы доведения информации через научное познание. Показано, что эксперименты в учебной среде способствуют формированию строгости мышления и аналитических навыков у студентов, а также развивают их творческий потенциал и способность к инновациям. Студенты, участвующие в учебных экспериментах, должны постоянно анализировать полученные данные и искать новые подходы для решения стоящих перед ними задач. Представленный авторами подход развивает их наблюдательность, критическое мышление и способность к самостоятельной работе.
Ключевые слова: учебный эксперимент, формы проектной деятельности, образовательные технологии, естественно-научные дисциплины и учебный эксперимент, модель учебного эксперимента.
ANALYSIS OF THE EFFECTIVENESS OF VARIOUS METHODS OF CONDUCTING PHYSICAL EXPERIMENTS AT DIFFERENT STAGES OF TRAINING
Berkutbaeva R. A. 2 3, Sugirbekova A. K. 1 4, Urazakynov D. K. 1 5
1 Abay Kazakh National Pedagogical University, Almaty, Kazakhstan Academy of Civil Aviation, Almaty, Kazakhstan
barr_0609@mail. ru
4 cugir. 72@mail.ru
5 darinalban. 84@mail. ru
Abstract. The role of educational experiment as an innovative educational environment is revealed from the point of view of developing competencies in the field of natural sciences. The purpose of the article is to diagnose the experimental base as an innovative form of conveying information through scientific knowledge. It has been shown that experiments in a learning environment contribute to the formation of rigorous thinking and analytical skills in students, and also develop their creativity and ability to innovate. Students participating in educational experiments must constantly analyze the data obtained and look for new approaches to solve the problems they face. The approach presented by the authors develops their powers of observation, critical thinking and the ability to work independently.
Keywords: educational experiment, forms of project activity, educational technologies, natural science disciplines and educational experiment, model of educational experiment.
Введение
Анализ эффективности различных методов проведения физических экспериментов на разных этапах обучения. Физические эксперименты являются неотъемлемой частью обучения в области естественных наук. Знание физики через экспериментальные исследования позволяет студентам не только лучше понять фундаментальные законы природы, но и развить навыки работы с научным оборудованием, анализа данных и критического мышления. В данном тексте мы рассмотрим различные методы проведения физических экспериментов на разных этапах обучения и оценим их эффективность. На начальном этапе обучения физике основной целью является формирование основных представлений о физических явлениях. Поэтому в данном случае целесообразно использовать учебные эксперименты, направленные на демонстрацию исследуемых эффектов. В данной методике физические эксперименты выполняются преподавателем с последующим обсуждением результатов всем классом. Этот подход активизирует интерес учащихся и позволяет им получать первую практическую информацию о физике.
На среднем этапе обучения формируются навыки работы с научным оборудованием, анализа полученных данных и самостоятельного проведения экс-
периментов. Для достижения этих целей предлагается использовать лабораторные работы. В данном случае студенты самостоятельно проводят эксперименты с заданными параметрами и измеряют соответствующие величины. После эксперимента проводится обсуждение результатов и составляется отчет, который позволяет учащимся лучше понять природу явления и отработать навыки анализа данных. И наконец, рост значения экспериментальных проектов на последних этапах обучения. На последних этапах обучения формируются навыки самостоятельной научно-исследовательской деятельности. В рамках данной методики студенты разрабатывают собственные экспериментальные проекты, анализируют полученные данные и делают выводы. Такая методика обучения способствует развитию критического мышления, творческого подхода и самостоятельности учащихся. Экспериментальные проекты могут быть представлены в виде научных статей и выступлений на конференциях, что помогает студентам освоить навыки научной коммуникации.
Анализ эффективности различных методов проведения физических экспериментов на разных этапах обучения позволяет сделать вывод о необходимости применения их с учетом уровня подготовки учащихся. Учебные эксперименты на начальном этапе обучения помогают формировать представления о физических явлениях, лабораторные работы на среднем этапе обучения развивают навыки работы с научным оборудованием, а экспериментальные проекты на последних этапах обучения способствуют развитию самостоятельности и критического мышления у студентов. Таким образом, сочетание и последовательное использование различных методик проведения физических экспериментов на разных этапах обучения является эффективным подходом к обучению физике. Учебный эксперимент в образовательной деятельности является важным фактором в концептуальном развитии естественнонаучных дисциплин. Он позволяет студентам получить непосредственный опыт и осуществить практическую работу, что играет ключевую роль в понимании и усвоении сложных научных концепций. Эксперименты в учебной среде способствуют формированию строгости мышления и аналитических навыков у студентов, а также развивают их творческий потенциал и способность к инновациям. Студенты, участвующие в учебных экспериментах, должны постоянно анализировать получен-
ные данные и искать новые подходы для решения стоящих перед ними задач. Такой подход развивает их наблюдательность, критическое мышление и способность к самостоятельной работе. Одним из основных достоинств учебного эксперимента является возможность практической проверки и применения полученных теоретических знаний. Студенты имеют возможность непосредственно участвовать во всех этапах эксперимента - от планирования и проведения до анализа результатов. Это помогает им не только понять, каким образом научные исследования осуществляются, но и на практике приобрести навыки работы с современным оборудованием, программным обеспечением и методами анализа данных. Учебный эксперимент также способствует развитию навыков коллективной работы и коммуникации. Студенты объединяются в группы для выполнения задач, распределения ролей и обмена информацией. Это помогает им научиться эффективно работать в коллективе, обсуждать и аргументировать свои идеи, а также принимать компромиссные решения. Кроме того, учебный эксперимент позволяет студентам развить интерес к науке и углубить свои знания в конкретных дисциплинах. Большинство экспериментов проводится в рамках предметов, которые студенты обсуждают на лекциях и изучают в теоретической части курса. Это помогает им увидеть связь между теорией и практикой, а также осознать важность изучаемых наук для повседневной жизни и современного общества.
Таким образом, учебный эксперимент является важным фактором в концептуальном развитии естественнонаучных дисциплин. Он помогает студентам развивать критическое мышление, аналитические и творческие навыки, а также способствует формированию практического опыта и интереса к науке. Внедрение учебных экспериментов в образовательную программу является одним из важных шагов на пути к успешному и качественному обучению студентов.
Учебный эксперимент в физике в кванториумах и технопарках в Казахстане
Физика - это один из фундаментальных предметов, который не только является основой для понимания мира, но и поддерживает развитие науки и технологий, где учебный эксперимент имеет широкое применеие в условиях про-
ектной работы. В связи с этим, в Казахстане был проведен учебный эксперимент в образовательных центрах - кванториумах и технопарках - с целью подготовки нового поколения ученых и инженеров. Кванториумы являются инновационно-образовательными центрами, где школьники могут погрузиться в захватывающий мир науки и технологий. Благодаря современным лабораториям и оборудованию, здесь дети могут применять теоретические знания на практике, проводить эксперименты и исследования в различных областях науки. Кванториумы в Казахстане известны своей инновационностью и постоянным совершенствованием учебных программ. Технопарки, в свою очередь, являются местом, где студенты и молодые специалисты могут реализовать свои старта-пы, работать над промышленными проектами и применять передовые технологии. В технопарках сосредоточены инженерно-технические компании, научные лаборатории и инфраструктура, создающая все условия для успешного осуществления инновационных проектов. В рамках учебного эксперимента в физике, проводимого в кванториумах и технопарках Казахстана, ученики и студенты имеют возможность познакомиться с основами физических явлений и их применением. Программа обучения включает в себя как теоретические знания, так и практические навыки, позволяющие участникам эксперимента быть на вершине современных достижений в физике. Одним из ключевых элементов учебного эксперимента является работа в лабораториях с современным оборудованием. Под руководством опытных научных сотрудников, участники эксперимента проводят различные измерения, эксперименты и исследования. Такой практический подход позволяет учащимся лучше понять и усвоить основы физики и развить свои научные навыки.
Важным аспектом учебного эксперимента является создание благоприятной образовательной среды, в которой ученики и студенты могут свободно выражать свои мысли, делиться идеями и сотрудничать друг с другом. Во время эксперимента они получают возможность работать в команде, разрабатывать проекты и находить инновационные решения.
Учебный эксперимент в физике, проводимый в кванториумах и технопарках Казахстана, стимулирует рост научного потенциала страны и подготовку новых поколений специалистов в области физики и технологий. Благодаря та-
кому подходу, учащиеся и студенты получают возможность не только узнать больше о физических процессах, но и вдохновиться на дальнейшую научную исследовательскую деятельность. Это способствует развитию инновационной сферы в Казахстане и повышению качества образования в стране.
Заключение
В современной системе отечественного естественно-научного образования необходимо новое построение процесса обучения, основанного на научном методе познания, межпредметных и метапредметных принципах взаимосвязи дисциплин естественно-научного цикла. Когда процесс обучения будет организован таким образом, это приведет не только к пониманию школьниками теоретического материала, но и к формированию компетенций, необходимых для связи этих знаний с практикой и реальной жизнью. Повышение уровня естественно-научного образования и успех формирования и развития естественнонаучной грамотности российских школьников могут быть обеспечены за счет достижения в процессе обучения планируемых предметных, метапредметных и личностных результатов, реализации комплексного системно-деятельностного подхода. Формирование естественно-научной грамотности обучающихся будет успешным при соблюдении ряда условий:
- интегративность, непрерывность и преемственность в формировании естественно-научной грамотности на всех этапах общего образования, когда естественно-научные предметы изучаются в комплексе и неразрывно связаны на всех ступенях школьного образования;
- расширение образовательного пространства обучающихся, включение в образовательный процесс системы дополнительного образования (технопарки, кванториумы);
- активное внедрение в преподавание естественно-научных предметов такой формы как учебный эксперимент, направленного на освоение проектных и исследовательских компетенций обучающихся;
- подготовка педагогических кадров новыми компетенциями и высокой мотивацией к профессиональной деятельности. Данная концепция подразуме-
вает и изменения в содержании предметов естественнонаучного цикла, учебно-методических комплексов и методах преподавания данных дисциплин.
Библиографический список
1. Перминова Л. М. Дидактическое обоснование формирования естественно-научной грамотности // Отечественная и зарубежная педагогика. 2017. Т. 1. № 4 (41). С. 162-171.
2. Пентин А.Ю., Ковалева Г.С., Давыдова Е.И. Состояние естественнонаучного образования российской школе по результатам международных исследований TIMSS и PISA // Вопросы образования. 2018. № 1. С. 79-109.
3. Завальцева О. А., Мишина О. С. Естественно-научная грамотность как аксиологический ориентир современного школьного физического образования // Проблемы современного педагогического образования. 2020. № 69. С. 119-122.
4. Breiner J. et al. What is STEM. A discussion of conceptions of STEM education and partnerships // School Science and Mathematics. 2020.№ 112 (1) Р. 3-11.
