CC BY
11Методы обучения
Слуев В. И., Кузьмин В. В., Холостов А. Л., Крылов А. Н.
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ ПО ФИЗИКЕ НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Проведён анализ возможностей совершенствования преподавания курса физики на основе компьютерных технологий. Проанализированы преимущества и недостатки применения компьютерных технологий для организации и проведения лабораторных работ по физике.
Ключевые слова: информационные технологии, повышение качества образования.
Sluev V., Kuzmin V., Kholostov A., Krylov A.
IMPROVING THE QUALITY OF PHYSICS LABORATORY STUDIES ON THE INFORMATION TECHNOLOGY BASIS
The possibilities for the improvement of teaching of physics based on Computer technologies were analysed. The advantages and disadvantages of Computer technology for organizing and carrying out laboratory works on physics were considered.
Keywords: information technology, improving the quality of education.
В настоящее время компьютерные информационные технологии стремительно внедряются в основные области человеческой деятельности. Персональный компьютер обладает огромными возможностями, которые год от года расширяются и совершенствуются [1-3]. Многие проблемы в образовательном процессе, в том числе при проведении лабораторных занятий, одним из видов которых являются лабораторные работы, могут быть решены на основе современных компьютерных технологий. Их целью, как известно, является: закрепление теоретических знаний путём экспериментальной проверки в лабораторных условиях законов и положений данной науки; практическое ознакомление слушателей с лабораторным оборудованием, измерительной аппаратурой, способами производства измерений и их обработки; привитие обучаемым навыков научного экспериментирования и анализа результатов эксперимента, развитие их творчества и самостоятельности [4, 5]. Лабораторные занятия должны базироваться на основных положениях теоретического курса [6, 7].
С помощью компьютера можно моделировать реальные физические явления и процессы. Высокое быстродействие компьютера, удобное и несложное управление позволяет изменить сам характер учебного процесса. Слушатель превращается из стороннего наблюдателя в организатора и исполнителя физического эксперимента, способного в процессе эксперимента вносить изменения в параметры установки и условия опыта.
При моделировании физических явлений неизбежно упрощается реальный процесс. Однако степень достоверности полученных данных в этом лабораторном практикуме достаточно высока за счёт использования вычислительных возможностей компьютера и практически приближается к реальной действительности. Данный подход к использованию потенциала вычислительной техники позволяет существенно обогатить лабораторный практикум
Пожары и ЧС 4'10
по физике и содержать в активе такие работы, которые просто невозможно воплотить или для создания которых необходимы существенные материальные затраты на оборудование. У подобной формы проведения лабораторных занятий существуют как преимущества, так и недостатки.
Лабораторные работы по физике на основе компьютерных технологий
Преимущества Недостатки
Наглядность изучаемого процесса, лучшее усвоение и запоминание. Упрощение реального физического процесса.
Полнота и подробность изучаемых явлений. Необходимость в компьютерной технике с заранее разработанным программным обеспечением.
Не требуется специальное оборудование. Нет непосредственного контакта с измерительными приборами.
Возможность использования при дистанционном обучении. Обработка полученных результатов осуществляется по готовым программам.
Изучение явлений и процессов, которые практически невозможно сконструировать в учебном заведении. Необходим достаточный уровень знаний в области компьютерных технологий.
Отсутствие навыков самостоятельной обработки результатов.
С помощью компьютерных технологий можно осваивать следующие темы: изучение атома водорода, опыты Резерфорда, Дэвиссона - Джермера; принцип неопределённости, эффект Комптона, деление ядер; прохождение частицы через потенциальный барьер (тоннельный эффект); частицы в бесконечно глубокой потенциальной яме; взрыв баллона с газом вследствие нагрева и разлёт осколков; кинематика и динамика функционирования ряда спасательных устройств при проведении аварийно-спасательных работ.
Выполнение лабораторных работ с использованием компьютерных технологий помогает учащимся не только более глубоко освоить изучаемый материал, но и формирует навыки исследовательских умений. Этому способствует формирование заинтересованности обучаемого в экспериментальных исследованиях; многофункциональность и модульность измерительных комплексов; анализ, грамотная обработка и наглядное представление полученных данных; дифференциация работ по степени сложности в зависимости от способностей конкретного обучаемого, его желания и умения работать с аппаратурой; исследовательские аспекты учебного процесса; использование современного оборудования, соответствующего высокому научному и методическому уровню.
Особый интерес у слушателей, студентов и курсантов вызывают лабораторные работы раздела механики, в основу которых положена работа различных устройств, которые используются при проведении аварийно-спасательных работ [8-10].
В настоящее время большинство обучаемых владеют вычислительной техникой и современными информационными технологиями, поэтому использование компьютера при проведении практикума не затрудняет, а существенно помогает
Методы обучения
процессу обучения. Анализ практики использования компьютерных лабораторных работ по физике показал, что:
1) при их использовании возможно повышение качества учебного процесса;
2) лабораторных работ с применением информационных технологий должно быть не более 20-30 %;
3) учащимся с персональными компьютерами могут быть даны индивидуальные задания для самостоятельной работы;
4) компьютерные лабораторные работы можно предлагать учащимся для самоподготовки.
Компьютер может использоваться как помощник преподавателя при контроле базовых знаний студента, осуществляющемся с помощью индивидуальных тестовых заданий. Использование компьютера при проведении лабораторного практикума помогает подготовить специалистов, обладающих высоким уровнем информационной культуры, способных использовать инструментальные средства, обеспечивающие процесс сбора, хранения и передачи информации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Топольский Н. Г., Бутузов С. Ю, Холостов А. Л. Об информатизации Академии ГПС МЧС России // Материалы XII науч.-практ. конф. «Системы безопасности - 2003». -М.: Академия ГПС МЧС России, 2003. - С. 79-82.
2. Брушлинский Н. Н. и др. Компьютерные технологии для экспертизы пожарной безопасности объектов // Пожаровзрывобезопасность. - 2008. - Т. 17. - № 4. - С. 53-58.
3. Кузьмин В. В. Лабораторные работы по курсу физики на базе компьютерного моделирования физических явлений: Учеб. пособие. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2004.
4. Овсяник А. И., Седнёв В. А. Методические указания для подготовки и проведения лекционных, семинарских, практических, лабораторных занятий и самостоятельной работы под руководством преподавателя. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2007.
5. Безбородько М. Д. Методика подготовки и проведения практических занятий: Учеб.-метод. пособие для адъюнктов и начинающих преподавателей. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2006.
6. Слуев В. И. Теоретические принципы оценки опасности падения человека с высоты: Монография. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2003.
7. Звонов В. С. Метод активизации индивидуальной работы на лабораторно-практических занятиях по физике // Физика в системе современного образования (ФССО-01). - Ярославль: ЯГПУ им. К. Д. Ушинского, 2001.
8. Киселёва Е. А., Федосеев А. А., Трифонов Н. Я. Психологическая защита пожарных как способ интрапсихической адаптации к деятельности в опасных ситуациях: Монография. -М.: Академия ГПС МЧС России, 2010.
9. Слуев В. И. Пожары, катастрофы и безопасность людей в задачах по физике: Учеб. пособие. - М.: МИПБ МВД России, 1998.
10. Слуев В. И. Физика и культура безопасности общества: Монография. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2002.
