CC BY
0
professional'nogo obrazovaniya i professional'nogo standarta pri podgotovke specialistov / Professional'noe obrazovanie v Rossii i za rubezhom No. 4(28). 2017. P. 6-14.
17. GOST 12.0.003-74 SSBT. Opasnye i vrednye proizvodstvennye faktory. Klassifikaciya (s izmeneniem No. 1).
18. Goc A. N. Kinematika i dinamika krivoshipno-shatunnogo mekha-nizma porshnevyh dvigatelej: ucheb. posobie. VIGU, 2005. 124 p.
19. Upravlenie avtoservisom, Uchebnoe posobie dlya vuzov, pod red. prof. L. B. Mirotina. M., izd. EKZAMEN. 2004. 320 p.
20. Chmil' V. P., Chmil' YU. P. Avtotransportnye sredstva: uchebnoe posobie. SPb, Izdatel'stvo Lan', 2011. 336 p.
21. Najnish L. A., Losev V. N. Inzhenernaya pedagogika / Nauchno-uchebnoe posobie, Moskva, INFA-M, 2021. 88 p.
УДК/UDC 378.14 EDN HJLIPA
Антонова Надежда Анатольевна
преподаватель кафедры физики и методики обучения физике, ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный гуманитарно-педагогический университет», г. Челябинск
Antonova Nadezhda A.
Lecturer, the Department of Physics and Methods of Teaching Physics, South-Ural State Humanities Pedagogical University, Chelyabinsk
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ СРЕДСТВАМИ ТЕХНОПАРКА1
PROFESSIONAL TRAINING OF FUTURE TEACHERS BY MEANS OF THE TECHNOPARK
Аннотация. В статье обоснована актуальность выбранной темы, подтвержденная созданием на базе педагогических вузов технопарков универсальных педагогических компетенций. Определены знания и умения, которыми должны владеть учителя физики при работе в условиях технопарка. Описана организация профессиональной подготовки средствами технопарка универсальных педагогических компетенций на примере дисциплин «Электрорадиотехника», «Школьный физический кабинет» и охарактеризованы затруднения, которые испытывают будущие учителя физики по проектированию и организации учебных занятий в условиях технопарка по работе с современным оборудованием.
Ключевые слова: технопарк универсальных педагогических компетенций, педагогический вуз, подготовка учителей физики, проектирование и организация учебных занятий.
Abstract. The article substantiates the relevance of the chosen topic, confirmed by the creation of technoparks of
universal pedagogical competencies on the basis of pedagogical universities. The knowledge and skills that physics teachers should possess when working in a technopark are determined. The organization of professional training by means of a technopark of universal pedagogical competencies is described on the example of the disciplines "Electrical and Radio Engineering", "School Physics Room". The difficulties experienced by future physics teachers in designing and organizing the training sessions in a technopark for working with the modern equipment are characterized.
Keywords: technopark of universal pedagogical competencies, pedagogical university, physics teachers training, planning and organization of training.
Введение
В условиях цифровизации требуется пересмотр подходов к организации обучения в школе, а, следовательно, и при подготовке будущего учителя для его дальнейшей профессиональной деятельности. Учитель должен уметь пользоваться современным
1 Работа выполнена при поддержке ФГБОУ ВО «Шадринский государственный педагогический университет» по договору на выполнение научно-исследовательских работ от 14.06.2023 г. № 16-441 по теме «Адаптивная направленность методики обучения дисциплине «Элементарная физика» студентов педагогического вуза» / № ШК-04-2023/1 от 20.04.2023 г.
оборудованием и быть готовым внедрять его в учебный процесс.
На базе Южно-Уральского государственного гуманитарно-педагогического университета г. Челябинска (ФГБОУ ВО «ЮУрГГПУ») создан технопарк универсальных педагогических компетенций, в котором имеются следующие лаборатории: «Аналитическая химия», «Робототехнические системы и виртуальная реальность», «Генетика. Оптика. Физиология», «Фундаментальная физика», «Рентгенография», «Альтернативная энергетика». Организационно-методические материалы, которые сопровождают оборудование технопарка и размещены на сайте производителя [12], требуют особенных навыков - знания иностранного языка и, следовательно, доработки.
Обзор опыта и перспективы развития технопарков - о подготовке будущих учителей в условиях технопарка, об особенностях детских технопарков в обучении школьников и примеры практических работ в условиях цифровизации приведены во многих работах исследователей [1-11].
Методология
Анализ профессионального стандарта педагога, требований ФГОС ВО по направлению подготовки «Педагогическое образование», фундаментального ядра образования, ФГОС СОО, а также публикаций по работе в технопарке и способности будущих учителей физики к осуществлению своей профессиональной деятельности при организации учебного процесса в условиях технопарка показал, какими знаниями и умениями они должны владеть. К ним отнесены:
- Знать особенности работы технопарка при обучении физике (специфика, цели, требования к содержанию образования, методические приемы).
- Осуществлять отбор учебного материала для достижения метапредметных результатов в условиях технопарка.
- Описывать экспериментальную установку, уметь настраивать ее.
- Готовить методическое обеспечение по работе с современным оборудованием технопарка.
- Подбирать и конструировать задачи разного типа, учитывая специфику оборудования технопарка.
- Формировать у обучающихся умение извлекать информацию из текста, умение применять новую информацию из текста для объяснения процессов и решения учебно-практических задач, формулировать выводы на основе данных из текста, устанавливать причинно-следственные связи, преобразовывать информацию из текста в график или схему и обратно.
Очевидно, необходимо также знать особенности, которые обусловлены системообразующей функцией и выделением новых операций в структуре деятельности в условиях работы технопарка. Это требует, прежде всего, умения применять современные технические средства и использовать информационно-коммуникационные технологии в процессе обучения, адаптированные к условиям технопарка. Необходимыми являются также знания об особенностях методики формирования экспериментальных умений в условиях технопарка. Формирование навыков самостоятельной работы всегда является важным этапом процесса обучения. В условиях технопарка этот процесс дополняется необходимостью формировать у обучающихся структуру деятельности по работе с цифровой лабораторией на практических занятиях, учить студентов готовить описание лабораторных работ, при оценке которых учитываются их индивидуальные особенности.
В рамках нашего исследования проводимое на базе «ЮУрГГПУ» среди будущих учителей (студенты бакалавриата) по направлению подготовки «Педагогическое образование» профиль «Физика. Математика» и «Технология. Дополнительное образование» мы организовывали профессиональную подготовку средствами технопарка универсальных педагогических компетенций.
Ниже приведен пример реализации рабочей программы в условиях технопарка по дисциплине «Электрорадиотехника» (лаборатория «Физика»). Проведение работ проводилось по алгоритму, включающему:
I. Знакомство с установкой и ее описание по предложенному плану: назначение прибора; принцип действия прибора (какое явление или закон положен в основу работы прибора); схема устройства прибора (его основные части, их назначение); правила пользования прибором, область применения прибора.
II. Практическая работа
III. Собственное предложение обучающихся по практической работе и задание к данной установке для школьников.
На рис. 1, рис. 2 и рис. 3 приведен ряд примеров по проведению работ «Диэлектрическая постоянная различных материалов», «Элементарный заряд и опыт Милликена», «Удельный заряд электрона».
Для полной картины описания считаем целесообразным привести конкретный фрагмент заданий для школьников, разработанных студентами - будущими учителями технологии.
1. Вопросы:
- Фамилией какого ученого названа сила, с которой электромагнитное поле действует на точечную заряженную частицу? (Лоренц)
Рис. 1. Практическая работа «Диэлектрическая постоянная различных материалов»
Рис. 2. Практическая работа «Элементарный заряд и опыт Милликена»
Рис. 3. Практическая работа «Удельный заряд электрона - е/т»
- Как называется аналитический метод, который точно измеряет массу различных молекул в образце? (Масс-спектрометрия)
- Какая величина является силовой характеристикой магнитного поля? (Магнитная индукция)
- Что в ходе эксперимента остается неизменным? (Напряжение)
- По какой траектории двигались заряженные частицы? (По окружности)
- С помощью какого прибора меняется сила тока в ходе эксперимента? (Мультиметр)
2. Задание по описанию установки:
- Из каких элементов состоит данная установка? (дается рисунок технической установки).
Студенты знакомились и описывали установки, проводили эксперимент, разрабатывали задания для школьников по данным установкам, конечным продуктом является презентация о проделанной работе, что
Рис. 4. Практическая работа «Кольца Ньютона»
Рис. 5. Практическая работа «Интерферометр Майкельсона»
в дальнейшем пригодится в профессиональной деятельности при работе со школьниками.
Педагогическая практика работы в технопарке показала эффективность актуализации рабочей программы «Школьный физический кабинет». Дисциплина рассчитана на 4-й курс будущих учителей физики, где они не только знакомятся с оборудованием и выполняют практические работы, но и работают методически, готовя описание лабораторных работ и рекомендации по их использованию.
Опишем пример реализации этой программы.
Задание 1 по работе с установками Технопарка:
Провести практические работы «Кольца Ньютона» (рис. 4), «Интерферометр Майкельсона» (рис. 5).
План работы с обучающимися согласно рабочей программе:
I. Теоретическая часть: изучение установки, описание ее по предложенному алгоритму.
II. Практическая часть: описание эксперимента, обобщение результатов, формулировка выводов.
III. Составление вариантов заданий для школьников (решения, ответы, критерии оценивания).
IV. Выявление трудностей в процессе работы в технопарке. Предложения по их решению и рекомендации для учителя физики.
Приведем фрагмент работы и результата ее выполнения студентами - будущими учителями физики: Пример 1. «Интерферометр Майкельсона». Выполнение эксперимента. Определение длины волны света лазера по периодическому изменению интенсивности света в центре интерференционной картины при смещении зеркала Мг
После получения на экране четкой интерференционной картины в виде темных и светлых концентрических колец, в центре картины светлое или темное пятно и по микрометрическому винту отметить соответствующее положение зеркала М, Далее, медленно вращая микрометрический винт, смещать зеркало М,, считая количество изменений цвета центрального пятна. Смена цвета с темного на светлое будет соответствовать смещению зеркала М, на Х/4. Тогда одному периоду будет соответствовать смещение на Х/2 между зеркалами и на X между изображениями источника.
Замечание: одно деление регулировочного винта соответствует смещению зеркала М1 на 1 мм, одно деление дополнительного барабана регулировочного винта соответствует смещению зеркала на 0,1 мм.
Смещать зеркало так, чтобы в центре картины на экране сменилось последовательно 200 светлых или темных пятен, после чего отметить конечное положение микрометрического винта - И2. Вычислить длину волны лазерного источника, используя формулу (4), записать в таблицу 1.
Таблица 1
Определение длины волны света лазера
Вывод: в ходе работы мы определили длину волны света лазера по периодическому изменению интенсивности света в центре интерференционной картины при смещении зеркала Мг Наше значение 520 нм соответствует зеленому цвету спектра, что с учетом погрешности можно соотнести с истинным значение длины волны 532 нм.
Вопросы и задания:
1) Дать определение явления интерференции света.
2) Внимательно прочитайте текст и заполните пропуски.
Интерферометр Майкельсона состоит из__________
зеркала, разделяющего входящий луч на два, которые в свою очередь, отражаются зеркалом обратно. На полупрозрачном зеркале разделенные лучи вновь направляются в одну сторону, чтобы, смешавшись
на экране, образовать____________картину. Анализируя
ее и изменяя________одного плеча на известную величину, можно по изменению вида интерференционных полос измерить______________.
3) В интерферометре Майкельсона использовалась желтая линия натрия, состоящая из двух компонентов с длинами волн X = 589,0 нм и Х2 = 589,6 нм. При поступательном перемещении одного из зеркал интерференционная картина периодически исчезала (почему?). Найти перемещение зеркала между двумя последовательными появлениями наиболее четкой интерференционной картины.
Пример 2. «Кольца Ньютона».
В процессе выполнения лабораторной работы рассмотрели установку для демонстрации колец Ньютона. Измерили радиус первых 10 колец и рассчитали радиус кривизны сферического тела. Получили значение ... м, что отличается от теоретического ... м на ... %. Связано это с погрешностью линейки и не идеальными условиями выполнения работы.
Вопросы и задания:
1) Внимательно прочитайте текст и заполните пропуски.
Кольца Ньютона - это кольцевые полосы_________
толщины, наблюдаемые при отражении света от поверхностей зазора между стеклянной пластинкой и соприкасающейся с ней______линзой. Они наблюдаются при
отражении света от соприкасающихся друг с другом плоскопараллельный толстой стеклянной пластинки и плоско-выпуклой линзы с_______радиусом кривизны.
2) Какой ученый открыл явление интерференции света?
А) Френель
Б) Ньютон
в) Юнг
3) Какое название получила интерференционная картина, имеющая вид концентрических колец?
A) кольца Юнга
Б) кольца Ньютона
B) кольца Гюйгенса
4) Нарисуйте картину, которую наблюдали; отметьте на ней радиусы, которые измеряли.
Одним из важных этапов работы в условиях технопарка мы выделяем планирование универсальных педагогических компетенций. Нами разработан следующий ряд рабочих вопросов этого этапа реализации программы:
1. Представьте перечень нормативно-правовых документов, регламентирующих технопарк универсальных педагогических компетенций.
2. Составьте глоссарии следующих определений (со ссылками на источник информации):
- технопарк;
- универсальные педагогические компетенции;
- педагогический технопарк;
- кванториум.
3. Подготовьте обзор основных публикаций по теме: «Технопарк универсальных педагогических компетенций», представленных в системе eLIBRARY.RU.
4. Составьте подборку вебинаров по теме «Технопарк универсальных педагогических компетенций».
5. Выделите рекомендации для учителя физики в условиях технопарка.
ЪЛ, мм Ъг, мм Дd = ЦЛ - 22| Дт X, нм
Таблица 2
Полученные результаты
ЪЛ, мм Ъг, мм Дd = Цл - 22| Дт X, нм
0,647 0,710 0,063 200 630
0,5 0,552 0,052 520
Результаты
В результате работы в условиях технопарка студенты отметили главное: большой интерес к новым технологиям, желание самостоятельно добиваться результата.
Но были названы и некоторые недочеты в организации занятий, связанные, в основном, с техническими аспектами. В частности, речь идет о недостаточном затемнении кабинета. Необходимо учитывать, что некоторые установки требуют проведения их в темном помещении. Это можно решить путем установки черных экранов на окна, что не было возможным: в технопарке установлены широкие вертикальные жалюзи белого цвета, которые пропускают много света, что негативно сказывается на измерениях.
К недостаткам мы отнесли не всегда точное сопровождающее производителем описание оборудования к лабораторным работам, что требует определенной доработки. Пример: описание производителя установки для изучения колец Ньютона дает некорректные данные теоретического радиуса кривизны сферического тела. Это, безусловно, сказывается на получении конечного результата лабораторной работы и на методической организации проводимого занятия.
Важной рекомендацией при работе в технопарке считаем учет необходимого пространства для обеспечения эффективного учебного процесса. Как правило, в технопарке большинство рабочих столов выстраивается по периметру кабинета, что делает их расположение слишком близким, а это в свою очередь делает затруднительным одновременную работу обучающихся на соседних установках. Это важно и для настройки оборудования, и корректировки снятия показаний эксперимента.
Будущие учителя физики выделили рекомендации для работы в технопарке:
- Обсуждать все возникшие ситуации и вопросы с лаборантом или преподавателем.
- Анализировать свою работу, выделяя плюсы и минусы работы в технопарке и особенности выполнения конкретных лабораторных работ. Это важно при защите, обсуждении и выполнения работы.
- Учитывать, что на выполнение некоторых работ необходимо больше времени, чем один академический час.
- Обязательно соблюдать технику безопасности, так как многие работы имеют свои особенности (работа со стеклянными колбами, с нагревающимися элементами, работа с электричеством, а также работа с ртутью).
- Корректировать описания лабораторных работ с подробным объяснением о настройки экспериментальных установок и пошаговой инструкцией работы с ними. Помощью может быть в этой работе сайт производителя с описанием на иностранном языке, что является также мотивацией изучать профессионально направленный иностранный язык.
Заключение
В процессе практико-ориентированной подготовки будущих учителей в условиях технопарка у учителей формируются необходимые компетенции, позволяющие в дальнейшем достигнуть успеха в профессиональной деятельности. Разработанная совокупность дидактических материалов, представленная методика проектирования и организации учебных занятий, ее применение в профессиональной подготовке учителей физики способствуют, как показала практика, формированию необходимых компетенций и готовности будущих учителей физики к работе.
Литература
1. Антонова Н. А. Практические работы по физике в условиях цифровизации // Профессиональное образование в России и за рубежом. 2022. № 1 (45). С. 34-40.
2. Божко Н. Н., Шубина А. С. Опыт включения преподавателей педагогического университета в реализацию сетевых научно-образовательных проектов с использованием ресурсов технопарка // Известия Волгоградского государственного педагогического университета. 2022. № 10(173). С. 56-64.
3. Булгакова Е. А., Петрова Л. В., Шульгинова О. А. Технопарк в учебно-образовательных объектах // Проект Байкал. 2021. Т. 18, № 69. С. 146-149.
4. Злобина С. П. Учебные занятия в технопарке Шадринского государственного педагогического университета // Перспективы науки. 2022. № 6(153). С. 97-99.
5. Кондаурова Т. И., Фетисова Н. Е. Особенности подготовки будущих учителей к профессиональной деятельности в условиях технопарка университета // Вестник Омского государственного педагогического университета. Гуманитарные исследования. 2022. № 4 (37). С. 196-199.
6. Крехалев В. В. Проблемы организации деятельности детских технопарков в условиях цифровой образовательной среды: на примере технопарка «Северный Кванториум» // Наукосфера. 2022. № 2-2. С. 85-88.
7. Новикова Н. Н., Кузнецова Т. А., Конов А. Б. Технопарк «Кванториум» как площадка для развития регулятивных и коммуникативных учебных действий учащихся // Школа и производство. 2020. № 4. С. 3-12.
8. Оборин М. С. Опыт и перспективы развития технопарков в регионах России // Вестник Забайкальского государственного университета. 2022. Т. 28, № 2. С. 92-100.
9. Сорокина Е. Н., Просвирнин А. В. Сопровождение профессионального самоопределения обучающихся в детских технопарках // Научный вестник Государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Невинномысский государственный гуманитарно-технический институт». 2019. № 1. С. 23-28.
10. Фоминых С. О. Особенности организации проектной деятельности будущих учителей физики в условиях Технопарка // Казанский педагогический журнал. 2023. № 1. С. 76-82.
11. Якунчев М. А., Семенова Н. Г, Кемешева А. А., Шорина К. О. Возможности детского технопарка «Кванто-риум» для практико-ориентированного обучения школьников // Современные наукоемкие технологии. 2022. № 11. С. 233-238.
12. PHYWE excellence in science URL: https://www.phywe.com/ru/ eksperimenty-i-nabory/universitet_9228_10159/ (дата обращения: 24.03.2023 г.).
References
1. Antonova N. A. Practical work on physics in the conditions of digitalization / N. A. Antonova // Professional education in Russia and abroad. 2022. No. 1 (45). P. 34-40.
2. Bozhko N. N. The experience of including teachers of the pedagogical University in the implementation of network scientific and educational projects using technopark resources / N. N. Bozhko, A. S. Shubina // Proceedings of the Volgograd State Pedagogical University. 2022. No. 10(173). P. 56-64.
3. Bulgakova E. A. Technopark in educational facilities / E. A. Bulgakova, L. V. Petrova, O. A. Shulginova // Project Baikal. 2021. Vol. 18. No. 69. P. 146-149.
4. Zlobina S. P. Training sessions in the technopark of Shadrinsky State Pedagogical University / S. P. Zlobina // Prospects of science. 2022. No. 6(153). P. 97-99.
5. Kondaurova T. I. Features of preparing future teachers for professional activity in the conditions of the University technopark / T. I. Kondaurova, N. E. Fetisova // Bulletin of
Omsk State Pedagogical University. Humanitarian studies. 2022. No. 4 (37). P. 196-199.
6. Krekhalev V. V. Problems of organizing the activities of children's technoparks in a digital educational environment: on the example of the technopark "Northern Quantorium" / V. V. Krekhalev // Nau-kosphere. 2022. No. 2-2. P. 85-88.
7. Novikova N. N. Technopark "Quantorium" as a platform for the development of regulatory and communicative educational actions of students / N. N. Novikova, T. A. Kuznetsova, A. B. Konov // School and production. 2020. No. 4. P. 3-12.
8. Oborin M. S. Experience and prospects for the development of technoparks in the regions of Russia / M. S. Oborin // Bulletin of the Trans-Baikal State University. 2022. Vol. 28. No. 2. P. 92-100.
9. Sorokina E. N. Support of professional self-determination of students in children's technoparks / E. N. Sorokina, A. V. Pros-virnin // Scientific Bulletin of the State Autonomous Educational Institution of Higher Education "Nevinnomyssk State Humanitarian and Technical Institute". 2019. No. 1. P. 23-28.
10. Fominykh S. O. Features of the organization of project activities of future physics teachers in a Technopark / S. O. Fominykh // Kazan Pedagogical Journal. 2023. No. 1. P. 76-82.
11. Yakunchev M. A. The possibilities of the children's technopark "Quantorium" for practice-oriented teaching of schoolchildren / M. A. Yakunchev, N. G. Semenova, A. A. Kemesheva, K. O. Shorina // Modern high-tech technologies. 2022. No. 11. P. 233-238. DOI 10.17513/snt.39427.
12. PHYWE excellence in science. URL: https://www.phywe.com/ ru/eksperimenty-i-nabory/universitet_9228_10159 / (accessed: 03/24/2023).
УДК/UDC 378.1 EDN NUEVGT
Мищенко Ольга Владимировна
кандидат технических наук, доцент,
ФГБОУ ВО Ульяновский институт гражданской авиации
имени главного маршала авиации Б. П. Бугаева,
г. Ульяновск
Mishchenko Olga V.
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Ulyanovsk Institute of Civil Aviation named after Chief Marshal of Aviation B. P. Bugaev, Ulyanovsk
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ КАК СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ У ОБУЧАЮЩИХСЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ В СФЕРЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
LABORATORY WORKSHOP AS A WAY OF FORMING STUDENTS' PROFESSIONAL COMPETENCIES IN THE FIELD OF ENVIRONMENTAL SAFETY
Аннотация. В данной статье анализируется возможность повышения качества образовательного процесса при обучении будущих экологов путем расширения
рабочих программ экологических дисциплин конкретными профессионально направленными дополнениями. Основным инструментом для достижения постав-
