Научная статья на тему 'ОПЫТ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ В ЛАБОРАТОРНОМ ПРАКТИКУМЕ КУРСА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ "КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ"'

ОПЫТ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ В ЛАБОРАТОРНОМ ПРАКТИКУМЕ КУРСА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ "КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ" Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

CC BY
44
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ФИЗИКА / ЦИФРОВИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ / МОБИЛЬНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ / ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА / КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ

Аннотация научной статьи по наукам об образовании, автор научной работы — Милинский Алексей Юрьевич, Шароян Рафаэл Сергеевич

В статье рассматривается опыт разработки и применения в учебном процессе приложения «Количество теплоты» для смартфона, позволяющего выполнять лабораторную работу в курсе общей физики по определению выделяющегося количества теплоты при ударе. Указывается на необходимость использования современных информационных технологий при проведении лабораторных работ у студентов направления подготовки 02.03.03 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем». Проведенные исследования указывают на увеличение уровня остаточных знаний студентов, выполняющих лабораторную работу с использованием приложения «Количество теплоты».

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам об образовании , автор научной работы — Милинский Алексей Юрьевич, Шароян Рафаэл Сергеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EXPERIENCE IN THE DEVELOPMENT AND APPLICATION IN THE LABORATORY WORKSHOP OF THE COURSE OF GENERAL PHYSICS OF THE APPLICATION FOR MOBILE DEVICES "THE AMOUNT OF HEAT"

The article discusses the experience of developing and using the application «The amount of heat» for a smartphone in the educational process, which allows you to perform laboratory work in the course of general physics to determine the amount of heat released upon impact. The necessity of using modern information technologies in carrying out laboratory work for students of the direction of preparation 02.03.03 «Mathematical support and administration of information systems» is indicated. The conducted studies indicate an increase in the level of residual knowledge of students performing laboratory work using the "Amount of heat" application.

Текст научной работы на тему «ОПЫТ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ В ЛАБОРАТОРНОМ ПРАКТИКУМЕ КУРСА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ "КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ"»

Рисунок 3. Автор Власова А.В. Декоративное панно «Сюлгамо». Руководитель И.В. Хомякова

Таким образом, выполнение выпускных квалификационных работ и их защита предстают в качестве объективного критерия проверки подготовленности студентов. Создавая изделия в технике мордовской вышивки выпускник решает важную задачу: выражает некоторое внутреннее духовное содержание, замысел, переживание, оценку бытия - в соответствующей этому содержанию, чувственно воспринимаемой форме, которая объективирует его, раскрывает его, делает доступным другим людям.

Выводы. Таким образом, привлекательность традиционной вышивки как части этнокультурного наследия мордовского народа позволяет использовать ее педагогические возможности в практико-ориентированной подготовке студента-бакалавра. Через конкретные действия, а именно - изучение образов и форм орнаментальной вышивки, освоение техники вышивания, выполнение творческих работ с использованием мотивов мордовской вышивки, происходит закрепление уважительного отношения к этнокультуре в целом. Изучение традиционной мордовской вышивки погружает будущих педагогов в этнокультурную среду, в традиции народного искусства, способствует формированию их профессиональных навыков и на этой основе развитию навыков творческого самовыражения. Продолжение исследований своеобразия мордовской вышивки, технологической, образной и композиционной основы, погружение ее в образовательную среду вуза как средства для практико-ориентированной подготовки студентов-бакалавров, по нашему мнению, в перспективе позволит дать новый толчок к ее развитию.

Литература:

1. Белицер, В.Н. Народная одежда мордвы / В.Н. Белицер. - М.: Наука, 1973. - 216 с.

2. Беломоева, О.Г. Народное искусство в контексте системы художественного образования Мордовии / О.Г. Беломоева // Финно-угорский мир. - 2015. - № 4(25). - С. 66-69.

3. Варданян, В.А. Проблемы создания художественного образа средствами декоративно-прикладного искусства / В.А. Варданян, Н.В. Матвеева, А.П. Русяев, И.В. Хомякова // Мир науки. Педагогика и психология. - 2020. - №3. -https://mir-nauki.com/PDF/28PDMN320.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.

4. Мартьянов, В.Н. Мордовская народная вышивка / В.Н. Мартьянов. - Саранск: Мордов. кн. изд-во, 1991. - 118 с.

5. Чинякова, Н.И. Этнокультурная направленность дирижерско-хоровой подготовки бакалавра педагогического образования (профиль «Музыка») / Н.И. Чинякова, И.С. Кобозева, Т.А Козлова // Гуманитарные науки и образование. -2022. - Т. 13. - № 2 (50). - С. 81-86. - https://doi.org/10.51609/2079-3499_ 2022_13_02_81

6. Шигурова, Т.А. Изучение мордовской вышивки в контексте этнокультуры / Т.А. Шигурова // Интеграция образования. - 2011. - № 3. - С. 98-102.

7. Шигурова, Т.А. Роль народного искусства в образовании Мордовии / Т.А. Шигурова // Modern Science. - 2019. -№ 7-1. - С. 11-15.

8. Шигурова, Т.А. Семантика ткани как основы мордовской вышивки / Т.А. Шигурова // Финно-угорский мир. - 2021. - Т. 13, № 3. - С. 308-320.

9. Heikel A. Mordvalaisten Pukujajakuoseja. Trachter und muster der Mordvinen / A. Heikel. - Helsingissa: SuomalaisenkirjaUsuudenseurankirjapainonosokevhtio, 1899.

Педагогика

УДК 373

доктор физико-математических наук, профессор Милинский Алексей Юрьевич

Благовещенский государственный педагогический университет (г. Благовещенск); студент Шароян Рафаэл Сергеевич

Благовещенский государственный педагогический университет (г. Благовещенск)

ОПЫТ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ В ЛАБОРАТОРНОМ ПРАКТИКУМЕ КУРСА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ «КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ»

Аннотация. В статье рассматривается опыт разработки и применения в учебном процессе приложения «Количество теплоты» для смартфона, позволяющего выполнять лабораторную работу в курсе общей физики по определению выделяющегося количества теплоты при ударе. Указывается на необходимость использования современных информационных технологий при проведении лабораторных работ у студентов направления подготовки 02.03.03 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем». Проведенные исследования указывают на

увеличение уровня остаточных знаний студентов, выполняющих лабораторную работу с использованием приложения «Количество теплоты».

Ключевые слова: физика, цифровизация образования, мобильное приложение, лабораторная работа, количество теплоты.

Annotation. The article discusses the experience of developing and using the application «The amount of heat» for a smartphone in the educational process, which allows you to perform laboratory work in the course of general physics to determine the amount of heat released upon impact. The necessity of using modern information technologies in carrying out laboratory work for students of the direction of preparation 02.03.03 «Mathematical support and administration of information systems» is indicated. The conducted studies indicate an increase in the level of residual knowledge of students performing laboratory work using the "Amount of heat" application.

Key words: physics, digitalization of education, mobile application, laboratory work, amount of heat.

Введение. Современный уровень развития информационных технологий неизбежно вносит коррективы во все сферы человеческой деятельности. Образование не является исключением. В связи с этим появилось понятие цифровизации образования [1], обусловленное существенной трансформацией образовательных технологий, повышением скорости и удобства доступа к информационным ресурсам, внедрением мультимедийного оборудования. Цифровизация образования подразумевает реформу системы образования и новую социальную политику, распространение смартфон-зависимости у субъектов образовательной среды и т.д. [2]. На Федеральном уровне о необходимости применения информационных и коммуникационных технологий для развития информационного общества говорится в «Стратегии развития информационного общества Российской Федерации на 2017-2030 годы».

В соответствии с государственными образовательными стандартами нового поколения выпускники вузов должны обладать широким набором компетенций, в том числе связанных с проектной и научно-исследовательской деятельностью [3]. Навыки научно-исследовательской деятельности у студентов начинают формироваться в том числе и в процессе выполнения лабораторных работ по физике. Для направлений подготовки 02.03.03 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем» в Благовещенском государственном педагогическом университете (БГПУ) физика, как базовая естественнонаучная дисциплина, включена в учебные планы. Знание выпускником фундаментальных физических законов и теорий позволяет быстро адаптироваться в мире стремительно развивающихся науки и технологий.

Изложение основного материала статьи. Освоение новых подходов с применением современных информационных технологий к решению инженерных задач способствует развитию у студентов умения видеть физическую составляющую в технической задаче, что говорит об уровне сформированности общепрофессиональных компетенций. По направлению 02.03.03 к таким компетенциям можно отнести ОПК-1 «Способен применять фундаментальные знания, полученные в области математических и (или) естественных наук, и использовать их в профессиональной деятельности» и ОПК-3 «Способен понимать и применять современные информационные технологии, в том числе отечественные, при создании программных продуктов и программных комплексов различного назначения» [4].

Классический подход к выполнению лабораторных работ по физике заключается в четком следовании студентами заранее составленной опытными преподавателями инструкции с последующей обработкой результатов при помощи «карандаша и бумаги». Это так называемый натурный эксперимент [5], который, как правило, не требует применения современных информационных технологий. Как показывает авторский опыт преподавания, для студентов направления 02.03.03 такой подход можно считать устаревшим. Студенты в процессе обучения пользуются мобильными устройствами и персональными компьютерами для обработки данных, проведения расчетов и построения графиков. Следует также отметить, что выполнение физического эксперимента в лабораториях становится невозможным при дистанционном обучении, что актуально в последние годы в связи с пандемией. Для решения этой проблемы зачастую обращаются к виртуальным лабораторным работам [6]. Однако, как показал опыт других авторов, их использование сопряжено с некоторыми трудностями [7].

Для устранения указанных выше недостатков авторами настоящей статьи было разработано приложение на смартфон для проведения лабораторного практикума по курсу «Физика» раздела «Механика». В статье подробно рассматривается мобильное приложение «Количество теплоты», разработанное для выполнения лабораторной работы по определению количества теплоты при ударе. Данное приложение создано для помощи преподавателя вузов в лабораторном практикуме по дисциплине «Физика».

Описание лабораторной работы. В курсе общей физики вуза в разделе «Механика» студенты, как правило, выполняют лабораторные работы, связанные с изучением различных маятников: Максвелла, Обербека, математического, пружинного, физического. Однако в перечне выполняемых работ отсутствуют работы, позволяющие определить количество выделяющейся теплоты при ударе. Авторы статьи [8] предлагают лабораторную работу по физике «Определение количества теплоты при ударе». Данная работа требует минимального перечня оборудования - набор металлических шариков известной массы, линейка и смартфон, поэтому ее можно выполнять почти в любой учебной аудитории и даже дома. Определение количества теплоты Q при ударе шарика о горизонтальную поверхность осуществляется при помощи закона сохранения энергии:

Q

= mg

h - g2 ^ 8 у

где m - масса шарика, h - высота падения шарика, t - время между первыми двумя ударами шарика. Как показал опыт проведения данной лабораторной работы со студентами, основная трудность заключается в поиске приложения для смартфона, позволяющего быстро и точно определить время t. Для устранения этой трудности нами было разработано приложение «Количество теплоты».

Разработка приложения. Приложение «Количество теплоты» было разработано на языке программирования Java в среде разработки Android Studio. Приложение является адаптивным и работает на устройствах с операционной системой Android 9.0 и выше. Для полноценного функционирования приложению необходим доступ к микрофону устройства, а также внутреннему хранилищу. Перед опытом пользователь увидит информационную страницу с пояснением действий (рис. 1).

При разработке были использованы стандартные Java и Android библиотеки. В момент работы приложения создаётся временный звуковой файл, куда записывается звук, поступающий с микрофона устройства. При выполнении условия преодоления изменяемого звукового порога (в момент удара) происходит анализ колебаний звука с последующим удалением созданного при старте звукового файла. После окончания опытов все собранные данные передаются в виде массива в окно, где происходит начертание графика на основе полученных данных (рис. 2). Приложение устойчиво к

нестандартным ситуациям, которые могут привести к сбою в работе, например, рабочие поля «масса» и «высота» становятся недоступными к изменению во время проведения броска, и разблокируются при его окончании.

а)

В процессе эксперимента предлагается определить количество выделившейся теплоты при ударе для шариков разной массы и построить график зависимости

Ч(т).

б)

Масса(гр)

Высота(см)

Ход работы: в окне проведения эксперимента введите высоту, с которой будут падать шарики (эта высота должна оставаться константой в рамках одного эксперимента), и введите массу первого шара. Далее положите телефон на стол недалеко от места, где упадет шар, для лучшего считывания звука, и нажмите 'начать'. Бросайте шар. После второго удара вы увидите краткую информацию с номером броска, указанной массой шарика и кол-вом выделенной теплоты. Введите массу следующего шара и нажмите кнопку 'повторить1, затем бросайте шар. При желании можно удалить последний бросок, нажав кнопку 'удалить', или же удалить все с помощью кнопки 'сброс'.

0.0 вес

<

Рисунок 1. Скриншоты информационной страницы (а) и страницы ввода параметров (б) приложения «Количество теплоты». Полоса прокрутки задает чувствительность микрофона

а)

20

50

б)

#1

#2 #3 #4

5гр 0,012 Дж 10гр 0,041 Дж 0,043 Дж 0,057 Дж

1 5гр 20гр

0.171 эес

УДАЛИТЬ ■ ПОВТОРИТЬ ■ СБРОС

К ГРАФИКАМ

III

О

Рисунок 2. Скриншоты страницы результатов расчета количества теплоты для четырех экспериментов (а) и страницы графической зависимости количества теплоты Q от массы шариков (б)

Опыт использования приложения «количество теплоты» в учебном процессе. Учебные группы направления 02.03.03 в рамках проведения лабораторных занятий разделяются на две подгруппы. Одна из подгрупп была экспериментальной (часть лабораторных работ проводилась с использованием разработанных авторами мобильных приложений), а вторая -контрольной (классический формат проведения лабораторных работ). Таким образом, в контрольную группу вошло девять обучающихся, а в экспериментальную - 10.

На первом этапе исследования в обеих подгруппах проводился учебный тест. На втором этапе при прохождении студентами лабораторного практикума по физике реализовывалась сама авторская методика с применением мобильных приложений. На третьем этапе, спустя два месяца после реализации практикума, проводилась проверка остаточных знаний студентов. Учебный тест содержал задания по следующим блокам: «количество теплоты», «работа», «энергия» и «мощность». В контрольной группе результаты вторичного среза на 25% хуже, чем первичного. Тогда как для экспериментальной группы результат улучшился на 27%.

Разработанное авторами приложение «Количество теплоты» позволяет достаточно быстро и точно определить количество теплоты при частично упругом ударе металлического шарика о горизонтальную поверхность. Как показывает опыт использования приложения студентами направления 02.03.03, главной трудностью является расчет погрешностей при косвенных измерениях. Возникающие трудности объясняются тем, что студенты при изучении раздела «Механика» курса общей физики впервые сталкиваются с расчетом погрешностей при косвенных измерениях методом дифференцирования [9].

Выводы. Таким образом, использование приложения «Количество теплоты» для проведения лабораторной работы в курсе «Физика» со студентами Благовещенского государственного педагогического университета направления подготовки 02.03.03 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем» указывает на увеличение уровня остаточных знаний. В контрольной группе результаты вторичного среза на 25% хуже, чем первичного. Тогда как для экспериментальной группы результат улучшился на 27%.

Литература:

1. Стариченко, Б.Е. Цифровизация образования: иллюзии и ожидания / Б.Е. Стариченко // Педагогическое образование в России. - 2020. - № 3. - С. 49-58.

2. Резер, Т.М. Образовательная политика в России между традициями и современностью / Т.М. Резер, Т.Ю. Ольшевская // Право и образование. - 2019. - № 5. - С. 4-8.

3. Алексеева, А.В. Формирование компетенций студентов вуза средствами научно-исследовательской деятельности / А.В. Алексеева, И.В. Пестина // Известия Московского государственного технического университета МАМИ. - 2014. -№ 3(21). - С. 139-144.

4. Приказ Минобрнауки России от 23 августа 2017 г., №809 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта высшего образования - бакалавриат по направлению подготовки 02.03.03 Математическое обеспечение и администрирование информационных систем» (ред. от 08.02.2021) [Электронный ресурс]. - Режим доступа. -https://fgosvo.ru/uploadfiles/FGOS%20VO%203++/Bak/020303_B_3_15062021.pdf

5. Леонтьева, Н.В. Применение ИКТ в натурном эксперименте лабораторного практикума по физике / Н.В. Леонтьева // Молодой ученый. - 2013. - № 6(53). - С. 700-703.

6. Мутугуллина, И.А. Использование виртуальных лабораторных работ для преподавания дисциплины «Физика» / И.А. Мутугуллина, Н.Ю. Усенко // Перспективы науки. - 2020. - № 11 (134). - С. 128-131.

7. Сабирзянов, А.А. Использование виртуальных лабораторных работ в дистанционном преподавании физики в период пандемии COVID-19 / А.А. Сабирзянов // Вестник ПГГПУ Серия № 1. Психологические и педагогические науки. - 2021. -№ 2. - С. 166-171.

8. Милинский, А.Ю. Творческий подход к проведению физического эксперимента на примере изучения закона сохранения энергии при ударе / А.Ю. Милинский, С.В. Барышников // Физика в школе. - 2022. - № 1. - С. 40-44.

9. Милинский, А.Ю. Повышение эффективности выполнения первых лабораторных работ по физике студентами ВУЗа / А.Ю. Милинский, О.А. Днепровская // Школа будущего. - 2021. - № 6. - С. 104-115.

Педагогика

УДК 337.013.42

кандидат педагогических наук, доцент Миннуллина Розалия Фаизовна

Елабужский институт (филиал) «Казанский (Приволжский) федеральный университет» (г. Елабуга); студент магистратуры Самигуллина Ляйля Ришатовна

Елабужский институт (филиал) «Казанский (Приволжский) федеральный университет» (г. Елабуга); кандидат психологических наук, доцент Галич Татьяна Николаевна

Елабужский институт (филиал) «Казанский (Приволжский) федеральный университет» (г. Елабуга)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ФИЗКУЛЬТУРНО-ОЗДОРОВИТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ

ДОО С ДЕТЬМИ СТАРШЕГО ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА

Аннотация. В статье рассматриваются возможности физкультурно-оздоровительной работы с детьми старшего дошкольного возраста посредством инновационных технологий. Проведено исследование на базе ДОО. Актуализируется роль физкультурно-оздоровительная работа в ДОО, так как она является одним из ключевых направлений реализации воспитательно-образовательного процесса, также она направлена на удовлетворение индивидуальных потребностей ребенка в здоровом образе жизни, в регулярной физической культуре и спорте. Проблема использования инновационных технологий в физкультурно-оздоровительной работе с детьми дошкольного возраста является объектом изучения со стороны большого количества современных авторов. По данной проблеме изучены, анализированы труды ученых таких как: Л.М. Байбурина, Д.С. Богословская, И.Ю. Волощенко, А.Р. Гудас, М.Ю. Жарикова, О.В. Крюкова, Н.В. Микляева, Л.И. Пономарева и другие.

Ключевые слова: инновационные технологии, дошкольный возраст, физкультурно-оздоровительная работа, здоровый образ жизни, скоростно-силовые показатели, физическая культура, спорт, ловкость, игровой стречинг, степ-аэробика, фитбол-гимнастика, сюжетно-отобразительная развивающая спортивная игра.

Annotation. The article discusses the possibilities of physical culture and health-improving work with children of senior preschool age through innovative technologies. A study was conducted on the basis of the DOO. The role of physical culture and health work in preschools is being updated, as it is one of the key areas for the implementation of the educational process, and it is also aimed at meeting the individual needs of the child in a healthy lifestyle, in regular physical culture and sports. The problem of using innovative technologies in physical culture and health work with preschool children is the object of study by a large number of modern authors. On this issue, the works of scientists such as L.M. Baiburina, D.S. Bogoslovskaya, I.Yu. Voloshchenko, A.R. Gudas, M.Yu. Zharikova, O.V. Kryukova, N.V. Miklyaeva, L.I. Ponomarev and others.

Key words: innovative technologies, preschool age, physical culture and health work, healthy lifestyle, speed and strength indicators, physical culture, sports, dexterity, game stretching, step aerobics, fitball gymnastics, plot-display developing sports game.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.