Міні-лабараторыя на парце

Як працаваць з новым фізічным абсталяваннем, якое пастаўляецца ў навучальныя ўстановы краіны? Якія перавагі і недахопы яно мае? Якія цяжкасці адчуваюць настаўнікі пры арганізацыі франтальнага эксперымента? Як ацаніць узровень валодання навучэнцамі эксперыментам? Гэтыя і многія іншыя пытанні сталі прадметам абмеркавання на Рэспубліканскім семінары “Роля кабінета фізікі ў павышэнні якасці адукацыі”, які быў арганізаваны на базе Акадэміі паслядыпломнай адукацыі і сярэдняй школы № 30 Мінска. Мерапрыемства сабрала загадчыкаў кабінетаў фізікі ўстаноў адукацыі краіны, кіраўнікоў метадычных фарміраванняў настаўнікаў фізікі, метадыстаў рэгіянальных інстытутаў развіцця адукацыі.

Правядзенне эксперымента — неад’емная частка ўрокаў фізікі. Практыка сведчыць, што толькі слоўнае навучанне непазбежна прыводзіць да фармалізму і механічнага завучвання вучэбнага матэрыялу. Перш чым растлумачыць тую ці іншую прыродную з’яву і прычыны яе ўзнікнення, трэба спачатку выявіць яе як навуковы факт сярод разнастайных праяўленняў прыроды. Таму першым этапам вывучэння фізікі як асноўнай прыродазнаўчай навукі з’яўляецца назіранне, фізічны эксперымент. Кожная з яго разнавіднасцей — дэманстрацыйны, лабараторны і вучэбна-даследчы — мае сваю навучальную і развіццёвую ролю. Эксперымент дазваляе вылучаць гіпотэзы, вымяраць фізічныя велічыні, устанаўліваць паміж імі матэматычныя залежнасці, аналізаваць вынікі, рабіць высновы, фармуляваць фізічныя законы. Гэта ў сваю чаргу дазваляе развіваць эксперыментальныя, вынаходніцкія і даследчыя ўменні і навыкі навучэнца, якія так неабходны ў сучасным свеце. У выніку вельмі важна, каб навучэнец бачыў той ці іншы прыбор у выкладчыка і трымаў яго ў руках, назіраў за доследам і праводзіў яго сам.
Зразумела, для правядзення фізічнага эксперымента неабходна сучаснае вучэбнае абсталяванне і сродкі навучання. Праграмай развіцця агульнай сярэдняй адукацыі ў Беларусі на 2007—2016 гады на аснашчэнне вучэбных кабінетаў фізікі летась было выдзелена 150 мільярдаў рублёў, а на аснашчэнне кабінетаў фізікі, хіміі і біялогіі з 2014 па 2016 год намечана выдзяляць па 475,5 мільярда рублёў штогод. На сёння вучэбнае абсталяванне кабінетаў фізікі прыйшло ў 222 навучальныя ўстановы краіны. Гэтыя кабінеты добра аснашчаны сучаснымі тэхнічнымі сродкамі навучання: інтэрактыўнай дошкай, мультымедыйным праектарам, камп’ютарам, вэб-камерай і інш., а таксама абсталяваннем для правядзення франтальнага эксперымента — гэта значыць, што кожнае дзіця зможа ў сябе на парце паставіць той ці іншы дослед. Так, РУП “Актыў БДУ” распрацаваў камплекты абсталявання па фізіцы для правядзення франтальных лабараторных работ і эксперыментальных даследаванняў па раздзелах “Светлавыя з’явы”, “Механіка” (“Фізічны і матэматычны маятнікі”, “Вывучэнне інертных уласцівасцей цвёрдых цел” і інш.), “Малекулярная фізіка”, “Электрычнасць і магнетызм”, “Оптыка” і інш.
Пра дыдактычныя асновы выкарыстання сучасных сродкаў навучання расказаў прафесар кафедры педагогікі і менеджменту Акадэміі паслядыпломнай адукацыі Мікалай Іванавіч Запрудскі. Якасць правядзення заняткаў залежыць ад нагляднасці, умення настаўніка спалучаць жывое слова з вобразамі, выкарыстоўваючы разнастайныя тэхнічныя сродкі навучання, якія валодаюць вялікімі дыдактычнымі магчымасцямі. Яны з’яўляюцца крыніцай інфармацыі, рацыяналізуюць формы падачы вучэбнай інфармацыі; павышаюць ступень нагляднасці, канкрэтызуюць паняцці, з’явы; робяць даступным для навучэнцаў такі матэрыял, які без ТСН недаступны; актывізуюць пазнавальную дзейнасць навучэнцаў, садзейнічаюць усвядомленаму засваенню матэрыялу, развіццю мыслення, прасторавага ўяўлення; ілюструюць сувязь тэорыі з практыкай. Акрамя таго, яны ствараюць умовы для выкарыстання найбольш эфектыўных форм і метадаў навучання, рэалізацыі прынцыпаў навучання: ад простага да складанага, ад блізкага да далёкага, ад канкрэтнага да абстрактнага; эканомяць вучэбны час, энергію настаўніка і навучэнцаў за кошт ушчыльнення вучэбнай інфармацыі і паскарэння тэмпу.

Настаўнік фізікі сярэдняй школы № 30 Мінска Аляксандр Генадзьевіч Сядзяка прадставіў удзельнікам семінара вопыт выкарыстання сучасных лічбавых тэхналогій на занятках і ў пазакласнай рабоце. На канкрэтных прыкладах ён прадэманстраваў, як з дапамогай камп’ютара і вэб-камеры патлумачыць тыя ці іншыя фізічныя з’явы і працэсы. З 2008 года ў школе, дзе працуе педагог, быў створаны рэсурсны цэнтр па фізіцы, што і паспрыяла яго аснашчэнню лічбавай лабараторыяй “Архімед”. Гэтае абсталяванне ўключае ў сябе невялічкі камп’ютар, да якога можна падключыць восем аналагавых датчыкаў фізічных велічынь: сілы, адлегласці, ціску, тэмпературы, магнітнай індукцыі, напружання, сілы току, асветленасці, а таксама мікрафон для вымярэння інтэнсіўнасці гуку. Аналагавыя датчыкі выводзяць на камп’ютар велічыню, якая вымяраецца, а ён, ператварыўшы сігнал у лічбавы фармат, у рэжыме рэальнага часу адлюстроўвае на маніторы графік яе залежнасці ад часу. У спалучэнні з мультымедыйным праектарам і інтэрактыўнай дошкай гэта дазваляе вучням адначасова назіраць эксперымент на стале настаўніка і бачыць на экране пабудову графікаў залежнасці фізічных велічынь, якія даследуюцца, ад часу альбо адна ад адной. Такі наглядны паказ сувязі матэматычнай абстракцыі з рэальнай фізічнай з’явай з’яўляецца вельмі важным метадычным звяном, бо вядома, што менавіта графічнае апісанне фізічных законаў і выклікае заўсёды цяжкасці ў большасці дзяцей пры вывучэнні фізікі.
Па словах А.Г.Сядзякі, лічбавае абсталяванне дазваляе замяніць значную частку дэманстрацыйнага эксперымента ў праграме па фізіцы. Акрамя таго, спецыяльная праграма Multilab, якая кіруе датчыкамі, дае магчымасць імгненна апрацоўваць графікі, падвёўшы іх пад стандартныя матэматычныя функцыі, і адразу атрымліваць адпаведныя ўраўненні. Эксперымент і апрацоўка яго графікаў займаюць на ўроку не больш за 10 хвілін і дазваляюць правесці далейшы аналіз вынікаў у розных формах у залежнасці ад мэт розных тыпаў урока (вывучэнне новай тэмы, рашэнне задач, лабараторная работа). Настаўнікам створаны цэлы комплекс сродкаў навучання па выкарыстанні лічбавай лабараторыі па такіх тэмах, як “Механічныя ваганні”, “Генератар пераменнага току”, “Магнітнае поле Зямлі”, “Свабоднае падзенне”, “Законы дынамікі” і інш.
“Дослед спачатку трэба прыдумаць, сканструяваць і зрабіць для яго рыштунак, адладзіць тэхніку эксперымента і прадумаць методыку апрацоўкі яго вынікаў. Толькі тады атрымліваецца сапраўдны сродак навучання. Гэта вымагае ад настаўніка многа часу і працы, але кампенсуецца радасцю творчасці і вялікай цікавасцю навучэнцаў, нават тых, хто не вельмі добра рашае задачы. Яны ахвотна далучаюцца да фізічнага эксперымента, з задавальненнем займаюцца даследчай дзейнасцю. Так, даследуючы эфектыўнасць энергазберагальных лямпачак, мае выхаванцы прыйшлі да высновы, што гэтыя лямпачкі не ў пяць разоў больш эфектыўныя за звычайныя, а толькі ў два”, — падкрэсліў А.Г.Сядзяка.

Удзельнікі семінара падзяліліся сваімі думкамі наконт работы з новым вучэбным абсталяваннем. Так, па меркаванні настаўніцы фізікі гімназіі Жодзіна Мінскай вобласці Элы Мікалаеўны Якубоўскай, самы вялікі плюс новага абсталявання — магчымасць правядзення франтальнага эксперымента (яно разлічана на 13 парт). “Адна справа, калі настаўнік будзе паказваць на экране, як штосьці падае ці награваецца, зусім іншая — калі дзіця само ўключаецца ў работу: патрымае ў руках прыборы, збярэ ўстаноўку, правядзе дослед, паназірае. Гэта павышае матывацыю школьнікаў, — адзначыла Э.М.Якубоўская. — Акрамя таго, новае абсталяванне дае магчымасць праводзіць эксперыменты літаральна па кожным пункце вучэбнай праграмы. Да таго ж яно аформлена прыгожа і эстэтычна выглядае ў параўнанні са старым абсталяваннем. З мінусаў можна назваць наступнае: па-першае, некаторае абсталяванне патрабуе дапрацоўкі, бо ўжо паадыходзілі кантакты, ёсць амперметры і вальтметры, якія не працуюць; па-другое, пакуль яшчэ не прыйшлі да педагогаў метадычныя рэкамендацыі па яго выкарыстанні, якія асабліва патрэбны маладым настаўнікам. Напрыклад, прымяненне прыбора для вывучэння газавых законаў патрабуе пэўных каментарыяў”.
Настаўніка фізікі Мінскага дзяржаўнага абласнога ліцэя Канстанціна Дзмітрыевіча Сячко найперш зацікавіла магчымасць выкарыстання новага абсталявання для выканання даследчых работ навучэнцамі і падрыхтоўкі іх да эксперыментальнага тура алімпіяды па фізіцы.
“Для выканання даследчых работ будзе вельмі карысным абсталяванне агульнага прызначэння, — мяркуе педагог. — Напрыклад, пры правядзенні работ, звязаных з радыёэлектронікай, будзе карыснай прыстаўка-асцылограф. З сайта вытворцы неабходна ўстанавіць праграмнае забеспячэнне, і далей з ёй можна працаваць як з электронна-прамянёвым асцылографам. Магчымасцей, безумоўна, такая прыстаўка дае значна больш. Асцылаграмы можна захоўваць у асобны файл. Для змяшчэння асцылаграм у тэкст даклада ці ў прэзентацыю патрабуецца мінімум рэдагавання.
Для вывучэння розных відаў механічнага руху дастаткова зручна карыстацца электронным секундамерам. Гэты секундамер укамплектаваны двума аптычнымі датчыкамі і можа працаваць у некалькіх рэжымах. Дакладнасць вымярэння секундамера — да 0,001 с.
Для даследавання фізічных з’яў у электрычных палях у некалькі тысяч кВ/м можна карыстацца крыніцай высокага напружання (дазваляе стварыць напружанне ў 30 кВ/м). Гэты прыбор зручны яшчэ і тым, што мае лічбавы індыкатар напружання. У адрозненне ад электрафорнай машыны і прыбора “Разрад” з дапамогай новай крыніцы можна рэгуляваць напружанне, якое падаецца на электроды. Гэта часта з’яўляецца неабходным пры правядзенні вучэбных доследаў”.
Удзельнікі семінара мелі магчымасць сустрэцца з прадстаўнікамі фірмы-вытворцы вучэбнага абсталявання і задаць пытанні. Дырэктар навукова-вытворчага рэспубліканскага ўнітарнага прадпрыемства “Актыў БДУ” Валерый Васільевіч Хадасевіч прадставіў педагогам варыянты выкарыстання камплектаў абсталявання для правядзення франтальных лабараторных работ.
Як адзначалася, усе пастаўленыя ў навучальныя ўстановы прыборы знаходзяцца на гарантыйным абслугованні, і ў выпадку няспраўнасці трэба звяртацца ў РУП “Актыў БДУ”. Калі выйшла са строю абсталяванне іншых вытворцаў — у Нацыянальны інстытут адукацыі.

Майстар-клас “Арганізацыя рознаўзроўневага франтальнага эксперымента” правялі настаўніца фізікі сярэдняй школы № 13 Жлобіна Алена Аляксандраўна Ананчыкава і настаўніца фізікі гімназіі Жодзіна Эла Мікалаеўна Якубоўская. Педагогі прапанавалі адзін з падыходаў ацэнкі ўмення навучэнцамі выконваць эксперыментальныя заданні, паколькі ў нормах ацэнкі вучэбных дасягненняў школьнікаў даецца толькі ўзроўневая ацэнка ведаў навучэнцаў, тэарэтычных і практычных навыкаў і ацэнка лабараторнай работы.
На семінары падкрэслівалася, што, згодна з даследаваннямі бацькі і сына Маер, вылучаюць некалькі ўзроўняў валодання эксперыментам. Калі навучэнец не ведае ўмовы і выніку эксперымента ці назірання, а значыць, не можа правесці яго аналіз, то гэта нулявы ўзровень. Калі ж навучэнец па вядомай умове доследу правільна прадказвае яго вынік — адказвае на пытанне “Што адбудзецца, калі… (сфармулявана ўмова доследу)?”, аднак пры гэтым адчувае цяжкасці ў тым, каб зрабіць аналіз эксперымента, то гэта сярэдні ўзровень валодання эксперыментам. Калі школьнік ведае ўмову, вынік і аналізуе гэты эксперымент, а значыць, можа адказаць на пытанне “Што адбудзецца, калі… (сфармулявана ўмова доследу)? Чым гэта тлумачыцца?” — гэта дастатковы ўзровень. Высокі ўзровень валодання эксперыментам — калі навучэнец пры выкананні задання “Дакажыце існаванне дадзенай з’явы (функцыянальнай залежнасці)” апісвае ўмовы, вынік доследу, які даказвае гэтую з’яву, праводзіць яго аналіз.
Гэтыя ўзроўні педагогі паспрабавалі суаднесці з дзесяцібальнай сістэмай ацэнкі вынікаў вучэбнай дзейнасці. Так, пасля вывучэння фотаэфекту настаўнік задае пытанне: “Цынкавую пласцінку ўстанавілі на стрыжні электрометра і з дапамогай эбанітавай палачкі надалі ёй адмоўны зарад. Што адбудзецца пры асвятленні цынкавай пласцінкі ўльтрафіялетавым святлом?” Калі навучэнец адказвае, што стрэлка электрометра, якая адхілілася пры зарадзе пласцінкі, вернецца ў зыходнае вертыкальнае становішча, то ён можа атрымаць 4 балы. Калі навучэнцу прапаноўваецца даказаць, што малекулы рухаюцца, і ён, ведаючы, што наступствамі руху малекул з’яўляецца дыфузія і броўнаўскі рух, апісвае доследы, якія пацвярджаюць існаванне гэтых з’яў, то за гэта ён можа атрымаць 9-10 балаў.
Удзельнікі семінара разбіліся на групы і папрактыкаваліся ў вызначэнні ўзроўняў валодання эксперыментам, фармулёўцы рознаўзроўневых эксперыментальных заданняў, самі пабывалі ў ролі вучняў — папрацавалі з лабараторным абсталяваннем.
Як адзначыў метадыст упраўлення вучэбна-метадычнай работы АПА Канстанцін Аляксеевіч Пятроў, праведзены семінар — першы ў серыі семінараў, які прысвечаны павышэнню кваліфікацыі настаўнікаў па рабоце з новым абсталяваннем кабінета фізікі. Плануецца, што ў далейшым такія семінары будуць праходзіць на базе не толькі АПА, але і рэгіянальных інстытутаў развіцця адукацыі.

 

Наталля КАЛЯДЗІЧ.
Фота аўтара.