Реферат: Проблема формирования исследовательских умений при проведении лабораторных практикумов
Реферат: Проблема формирования исследовательских умений при проведении лабораторных практикумов
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И МЕТОДИКИ ПРЕПОДАВАНИЯ ФИЗИКИ
РЕФЕРАТ
ПРОБЛЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УМЕНИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ ПРАКТИКУМОВ
г. Астрахань 2008
Содержание
Введение. 2
Сочетание традиционной репродуктивной методики проведения практикума с новыми подходами. 4
Дидактические принципы.. 11
Новые подходы к организации физического практикума. 14
Усиление практической направленности лабораторных работ.. 14
Реализация личностно ориентированного подхода при организации физического практикума. 16
Сочетание современного лабораторного практикума с информационными технологиями. 19
Интеграция теоретических и эмпирических знаний как общность научного и учебного познания. 20
Цикличность проведения практикумов. 26
Реальность задач решаемых на лабораторном практикуме. 27
Заключение. 28
Литература. 29
Введение
Основной задачей университетского образования является подготовка высококвалифицированных специалистов широкого профиля, способных к постоянному творческому поиску, приобретению новых знаний и обладающих навыками научного подхода к решению задач современного производства.
Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования выдвигается требование подготовить специалиста физика к решению следующих задач научно-исследовательской (экспериментальной, теоретической и расчетной) деятельности:
· научные исследования поставленных проблем;
· формулировка новых задач, возникающих в ходе научных исследований;
· разработка новых методов исследований;
· выбор необходимых методов исследования;
· освоение новых методов научных исследований;
· освоение новых теорий и моделей;
· обработка полученных результатов научных исследований на современном уровне и их анализ;
· работа с научной литературой с использованием новых информационных технологий, слежение за научной периодикой;
· написание и оформление научных статей;
· составление отчетов и докладов о научно-исследовательской работе, участие в научных конференциях [23, с.2].
Уровень подготовленности специалиста к научно-исследовательской деятельности зависит от того, как сформированы у него исследовательские умения. Без систематического, непрерывного формирования исследовательских умений всех студентов невозможно выполнение требований, заявленных Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования.
Формирование исследовательских умений начинается еще в школьный период, когда ученики выполняют несложные лабораторные работы, решают творческие задачи, выполняют экспериментальные домашние задания исследовательского характера, занимаются проектной деятельностью, участвуют в турнирах юных физиков, в конференциях, занимательных вечерах, олимпиадах по физике. Однако, как показывает анализ соответствующей психолого-педагогической и методической литературы, а также наш опыт преподавательской деятельности, возвращаются к исследовательской работе эти школьники уже на старших курсах университета, когда изучают дисциплины специализации. Таким образом, возникает временной пробел в исследовательской деятельности студентов. Вместе с тем, общий физический практикум 1-3 курсов имеет, на наш взгляд, большие возможности в формировании исследовательских умений. Мы согласны с мнением Е.Н. Бегинина, Б.С.Дмитриева, А.А. Князева, Н.Б. Ковылова, Ю.И. Левина, Ю.П. Шараевского, которые считают, что «общие основы физического эксперимента для студентов – физиков закладываются на младших курсах, и они тесно связаны с курсом общей физики и физическим практикумом. Полученные на этом этапе умения и навыки во многом определяют успешность дальнейшего обучения, и способствуют формированию высококлассных специалистов» [6, с.33].
Сочетание традиционной репродуктивной методики проведения практикума с новыми подходами
По своему назначению лабораторные занятия можно классифицировать так:
1. Вводные или измерительные лабораторные занятия, которые проводятся в ряде ВУЗов по общенаучным и общетехническим дисциплинам. Их цель – проиллюстрировать основные закономерности изучаемой науки, ознакомить студентов с техникой эксперимента, теорией погрешностей и методами обработки экспериментальных данных, с устройством и принципом работы часто встречающихся измерительных приборов;
2. Практикумы, которые являются переходным этапом накопления знаний и практических навыков, приобретаемых при усвоении общих курсов, к изучению специальных дисциплин и освоению методов научных исследований;
3. Практикумы по дисциплине специализации (специальные практикумы), являющиеся заключительным этапом в практической подготовке специалистов и способствующие формированию навыков экспериментальных научных исследований в определенной области науки или производственной деятельности [25].
Наибольший вклад в формирование исследовательских умений студентов младших курсов вносит, на наш взгляд, второй класс практикумов, то есть лабораторные работы, выполняемые студентами физиками в течение 1-6 семестров.
Анализ практикумов, разработанных в период до 1980 года [27,28,29,30,38,42,43 и др.], показывает, что основными целями, которые ставили в то время исследователи перед лабораторными работами, являются: раскрытие связи теории и практики; формирование навыков работы с физическим оборудованием; практическое освоение наиболее важных методов измерений; обучение грамотному проведению эксперимента.
По мнению С.И. Архангельского (1974г.), главной задачей лабораторного практикума является установление связи теории и практики на основе экспериментальных исследований в специально оборудованных помещениях – лабораториях. Студенты приобретают навыки и умения в обращении с измерительными приборами, аппаратами, экспериментальной техникой, установками, технологическим оборудованием, проводят непосредственные экспериментальные наблюдения, и осмысливают изучаемые явления и процессы [4,5].
По С.И. Зиновьеву (1975г.) лабораторные занятия предназначаются для углубленного изучения научно-теоретических основ предмета, овладения современными методами и навыками экспериментирования с применением новейших технических средств обучения [18].
Ф.Ф. Игошин., С.М. Козел и др. (1973), при разработке практикума, ставят цели: дать студентам возможность на опыте изучить физические явления; научить их обращаться с разнообразными, в том числе с самыми современными, физическими приборами; привить необходимые навыки по наладке и проверке аппаратуры [30].
Несомненно, практикумы, разработанные в этот период, имеют огромное значение, и методика их проведения вполне себя оправдала, но социальное развитие общества требует постоянного пересмотра методик. Работа по устаревшим правилам привела к снижению познавательной активности и, как следствие, уменьшению уровня экспериментальной подготовки специалистов.
Начиная с 80-х годов остро встали вопросы о дифференцированном подходе в обучении студентов, повышении их познавательной активности и развитии творческих способностей.
По мнению Л.Л. Гольдина (1983г.), цель практикума заключается не только в том, чтобы позволить студенту самому воспроизвести основные физические явления, научить его обращению с основными измерительными приборами и познакомить с важнейшими методами измерений, но и развить его творческое мышление и исследовательские умения. Он предлагает дополнительные экспериментальные задания для более успешных студентов, стремящихся расширить свои знания [31].
Ю.В. Леонов и Л.Т. Прищепа, (1985г.), анализируя формы активизации познавательной деятельности студентов на лабораторных занятиях, отмечают, что «наиболее эффективно развиваются творческие способности студентов, и прививаются практические навыки при выполнении ими лабораторных работ проблемного содержания. В существующих же лабораторных практикумах по курсу общей физики (авторы ссылаются на практикумы 70-х годов) материал по лабораторным работам изложен так, что он не содержит элементов проблемности, и выполнение таких лабораторных работ сильными и средними по знаниям студентами не вызывает у них интеллектуальных затруднений, слабо развивает физическое мышление» [22, с.18].
Как отмечает Н.Б. Догадин, на сегодняшний день нет единого подхода к задачам, стоящим перед лабораторным практикумом. Наиболее актуальными являются две из них. «По одной – лабораторный практикум рассматривается как способ приобретения практических навыков работы с приборами, адаптированный к данному объекту исследования. По другой – практикум предназначен для практической апробации и подтверждения основных положений теории объекта исследования. В первом случае основное внимание уделяется знанию студентом правил работы с приборами, умению измерять различные физические величины, оценивать точность получаемых результатов. Во втором – необходимо знание теории исследуемых процессов, умение сопоставлять наблюдаемые явления с ее основными положениями и обосновывать полученные в процессе выполнения лабораторной работы результаты». Анализируя влияние поставленной перед практикумом задачи на конечный результат обучения, автор делает вывод: «выделяя в качестве приоритетной задачи при подготовке к лабораторным работам изучение вопросов теории, подтверждаемой в эксперименте, заставляет студентов во время семестра систематически изучать теоретические курсы, позволяет поднять уровень его знаний. Все это систематизирует процесс обучения, облегчит усвоение материала, а значит, повысит степень профессиональной подготовки студента» [13, с.57].
Однако, мы согласны с мнением большинства современных ведущих исследователей, считающих, что с помощью лабораторного практикума следует не только развивать экспериментальные навыки, но также активизировать творческий потенциал обучаемых.
Ю.В. Беховых, Л.А. Беховых, А.А. Левин отмечают, что именно «на лабораторных занятиях студенты узнают о научном подходе к решению тех или иных физических задач, об основном принципе физики как науки: «опыт – критерий истины», наглядно убеждаются в справедливости физических теорий и законов». Авторы к задачам, стоящим перед практикумом относят: расширение кругозора студентов, повышение интереса к предмету, а также выполнение несложной творческой исследовательской деятельности [7, с.61].
Указывая на роль физического практикума в техническом ВУЗе, Н.Ю. Евсикова, Н.С. Камалова, В.И. Лисицын, Н.Н. Матвеев, В.В. Постников, отмечают тот факт, что физический практикум помогает студентам уяснить физические основы реальных явлений, их практические и качественные оценки, оперировать размерностями и порядками величин, приобрести навыки работы с измерительными приборами, научится описывать, и теоретически объяснять физические явления, формулировать выводы, оформлять отчеты. Авторы также считают, что при проведении лабораторного практикума, необходимо организовать самостоятельное, но контролируемое творчество студентов [15, с.119].
Т.Г. Ваганова, Е.А. Семенюк указывают на то, что «… в практике учебного процесса, особенно на младших курсах ВУЗа, не создано реальных условий для включения студентов в систему будущей творческой деятельности. Некоторые особенности и механизмы использования проблемно ориентированного обучения в учебном процессе ВУЗа еще недостаточно исследованы. Поэтому возникает необходимость разработки методов, средств и форм обучения, позволяющих развить творческое мышление студентов» [8, с.29].
Конечно, консервативный подход к выполнению лабораторных работ общего физического практикума имеет много плюсов. К.П. Кортнев, Н.Н. Шушарина [19, с.281] отмечают, что при традиционном подходе в итоге выполнения практикума студент должен:
· иметь представление о методах постановки экспериментальной физической задачи;
· уметь определять состав измеряемых физических характеристик;
· иметь представление о конструктивных элементах экспериментальных стендов;
· знать методику измерений, состав и принцип действия измерительных устройств, предназначенных для измерения физических характеристик на данном стенде;
· уметь проводить измерения различных физических характеристик;
· знать и уметь применять методику обработки результатов и ошибок измерений;
· уметь анализировать результаты экспериментов и делать выводы о результатах решения поставленной задачи.
К перечисленным умениям, по нашему мнению необходимо добавить:
· уметь пользоваться простым физическим оборудованием;
· уметь определять назначение, цену деления и внутреннее сопротивление электроизмерительных приборов, а так же выставлять нужный для данных измерений предел;
· правильно «читать» и составлять простейшие электрические цепи по предложенной схеме;
· налаживать и регулировать простейшие физические приборы;
· проводить несложный ремонт оборудования;
· закрепить знания лекционного курса практической работой, доказывая базовые законы и положения.
Однако традиционная методика выполнения работ имеет и ряд недостатков, среди которых выделим наиболее значимые с нашей точки зрения:
1. не во всех ВУЗах имеется возможность организовать выполнение лабораторных работ фронтально;
2. небольшое число часов, отводимых на практикумы (менее 70), не позволяет организовать выполнение лабораторных работ, закрепляющих основные законы физики, в достаточном количестве;
3. существенно снижает возможность творческого подхода к выполнению задания предложенный в методическом пособии план к работе;
4. выполнение работ студенческими «бригадами» по 2-3 человека усложняет контроль самостоятельности работы каждого студента.
Как показывает практика, традиционный вузовский метод проведения лабораторных занятий по готовым методическим указаниям приводит к тому, что, работая по единому шаблону, студент, строго следуя инструкции, может благополучно выполнить работу, так и не до конца осознав сути проведённого эксперимента. При этом у него не формируются исследовательские умения и не развиваются творческие способности.
Тем не менее, мы согласны с мнением К.П. Кортнева, Н.Н. Шушарина [19], что с помощью лабораторного практикума возможно развивать исследовательские умения следующего типа:
· охватывать всю проблему в целом;
· корректно ставить исследовательскую задачу;
· оценивать методы решения поставленной экспериментальной задачи;
· планировать эксперимент;
· искать оптимальное решение поставленной экспериментальной задачи;
· реализовать экспериментальную методику;
· оценивать ее информативность и точность.
Разумное сочетание традиционной репродуктивной методики проведения практикума с новыми подходами позволит не только приобрести элементарные навыки экспериментирования, практически освоить наиболее важные методы измерений, но и сформировать исследовательские умения студентов физиков младших курсов, подготовить их к дальнейшей научно – исследовательской работе.
