Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук 04201164470

Конструкторские умения

42. 
    Изготовление оборудования, приборов, установок, моделей и т.п.
    
43. 
    Усовершенствование оборудования, приборов и установок [19, с.52.]. Экспериментальные умения тесно связано с поисковыми — такими, как:
    

В работе с текстом учебника:

• 
  составлять план прочитанного; ’
  
• 
  составлять конспект прочитанного;
  
• 
  излагать прочитанное своими словами;
  
• 
  сравнивать содержимое текста с объяснением преподавателя;
  
• 
  сравнивать и обобщать материал нескольких параграфов;
  
• 
  разбираться в выводах, формулах;
  
• 
  формулировать выводы на основе работы с текстом;
  
• 
  выделять в тексте основные структурные элементы знаний;
  
• 
  систематизировать излагаемые факты, классифицировать понятия и другие элементы системы научных знаний;
  
• 
  самостоятельно изучать небольшие разделы текста; .
  
• 
  работать с рисунками, таблицами, графиками, извлекать из них не­обходимую информацию; .
  
• 
  объяснять устройство приборов;
  
• 
  выполнять по описанию в учебнике наблюдения и опыты.
  

В работе с дополнительной литературой:

• 
  пользоваться оглавлением и указателями;
  

79




® работать с каталогом, составлять библиографию по интересующему в данный момент вопросу;
• пользоваться справочной литературой [134, с.4-5].
Большинство действий, соответствующих рассмотренным умениям, мо­жет быть выполнено с применением компьютерной техники, современных информационно-коммуникационных технологий.
Предварительная теоретическая подготовка курсантов к лабораторным работам включает выделение и изучение ими структурных элементов систе­мы научных физических знаний. Рассмотрение каждого элемента знаний курса физики эффективно при целенаправленном самоконтроле действий. курсантами. Необходимо, чтобы обучаемые научились отвечать на вопрос: соответствует ли выполняемая ими работа с источниками информации по­ставленной цели и нужные ли знания будут получены? '
Завершается выполнение теоретической подготовки оформлением кон­спектов в виде ответов на теоретические вопросы для самопроверки знаний.
Итак, в работе с учебной и дополнительной литературой, предваряющей учебный эксперимент, выполняются следующая последовательность дейст­вий:

1. 
   Формулировка цели работы с книгой и другими источниками • информации.
   
2. 
   Постановка познавательной задачи.
   
3. 
   Определение приемов работы с книгой или другими источника­ми информации, наиболее соответствующих поставленной цели.
   
4. 
   Прогнозирование в той или иной степени результатов выполне­ния работы.
   
5. 
   Выделение в изучаемом тексте структурных элементов системы знаний.
   
6. 
   Изучение каждого структурного элемента в соответствии с ’’ • обобщенным планом.
   

80

7. 
   Осуществление самоконтроля и сопоставление полученных ре­зультатов с намеченной целью.
   
8. 
   Оформление результатов работы.
   

В настоящее время возможности современных компьютерных сетей • позволяют эффективно осуществлять работу с электронными источниками информации, поэтому структура действий, с помощью которых реализуются перечисленные умения, должна включать в себя и операции по взаимодейст­вию с компьютерной техникой в рамках ИКТ.
Методика обучения работы с книгой, подробно изложенная в рабо­тах А.В. Усовой, может быть обобщена на случай других источников инфор­мации.
В ходе предварительного изучения учебной и научной литературы кур­санты готовятся к формулировке умозаключений, гипотез, с помощью кото-' рых определяется, что может произойти при определенных эксперименталь­ных действиях, и на основе предположений моделируется содержание (ход) эксперимента и его цель, разрабатывается способ (методика) его осуществ­ления. Например, экспериментальному изучению зависимости силы ампера от силы тока в проводнике, находящегося между полюсами постоянного маг­нита предшествует гипотеза, согласно которой сила ампера должна увеличи­ваться при увеличении силы тока в проводнике. Из вышесказанного предпо­ложения вытекает содержание опыта: измерение силы ампера при изменении силы тока в проводнике, величина которого также строго учитывается. На ‘ постановку опыта накладывается ограничение: в нем должно быть исключе­но влияние посторонних магнитных полей. Отсюда следует вывод: нужно опыт поставить так, чтобы магнитное поле, в котором находится проводник с током, оставалось постоянным. Дальнейшая задача заключается в разработке методики постановки опыта, удовлетворяющей указанным условиям.
Теоретическая подготовка предваряет непосредственное проектирова­ние эксперимента (выбор цели и измеряемых величин, формулировка гипоте­зы, планирование необходимых наблюдений, последовательности опытов,


81




выбор способа кодирования информации), представляющего первый этап на пути к его осуществлению. Задача второго этапа заключается в создании ма­териально-технических условий, необходимых для непосредственного осу­. ществления эксперимента (подбор приборов, установки, помещения и т. д.).
После «наладки» оборудования может быть поставлен собственно экспери­мент, включающий наблюдение, измерение и запись результатов наблюде­ний и измерений. Но данным этапом эксперимент не завершается. Завёр- ‘ шающей частью эксперимента является теоретический анализ и методиче- /
’ ская обработка результатов измерений. Конечную цель эксперимента пред­
ставляют выводы, которые формулируются в результате этой обработки.
Рассмотренные.элементы (этапы) научного эксперимента в той или иной мере присутствуют в учебном эксперименте. Чем выше уровень самостоя­тельности обучаемых, тем полнее в их эксперименте представлены все его этапы (элементы) и это необходимо было учитывать при разработке типов виртуальных лабораторных работ и соответствующих программных средств их реализации.
_f Из рассмотренного следует, что обучение методике эксперимента долж-
J но включать формирование следующих умений и навыков:
’ 1) умения понять или самостоятельно четко сформулировать цель опыта
! (поиск и сбор в компьютерных сетях информации о явлении, процессе или
\ объекте, создание и обработка текстовой информации);
‘ 2) умения самостоятельно спроектировать эксперимент (мысленно
i представить ход опыта, привлекая Интернет-ресурсы, используя средства ан-
| тивирусной защиты);
3) умения отбирать для опыта необходимое оборудование и материалы, i
I используя справочную электронную систему;
I* 4) умения самостоятельно собирать виртуальную экспериментальную
i установку, располагать соответствующим образом оборудование и материа-
■> лы;

5. 
   умения наблюдать, используя презентации и анимации;
   

82

5. 
   умения измерять, работая с экранным интерфейсом;
   
6. 
   умения фиксировать, анализировать результаты опыта, создавать и модифицировать таблицы в среде текстового редактора, использовать элек­тронные таблицы;
   
7. 
   умения делать обобщения, формулировать выводы на основе анализа результатов эксперимента, создавая и обрабатывая текстовую информацию, работая с файлами документов.
   

Обучению методике эксперимента должно предшествовать раскрытие особенностей содержания и его структуры. Разумеется, полнота этого рас­крытия на различных этапах обучения будет различной [135, с.30-31].
На основе рассмотренных показателей экспериментальных умений охарактеризуем их уровни в курсах физики и информатики:

1. 
   Применение компьютера для просмотра анимаций, презентаций экс­перимента, необходимых для ознакомления с учебным материалом на базо­вом уровне с использованием предложенных в пособии и его электронном аналоге принципиальных схем, рисунков и интерактивных анимаций выпол­нения эксперимента посредством приборов, «вручную», при участии препо­давателя в выполнении отдельных операций, определении их последователь­ности.
   
2. 
   Осуществление компьютерной экспериментальной «игры» по задан­