Весь комплекс знаний, умений и навыков который приобретают учащиеся и обладателем которого они становятся в результате обучения, обусловлен в первую очередь потребностями общественной практики в данный исторический момент.
Большой качественный скачок в измерительной технике связан с бурным развитием новых средств сбора измерительной информации и её переработки. Переход от аналоговых представлений измеряемых величин к цифровым позволяет всё более широко использовать для обработки результатов измерения современные вычислительные средства.
Высокая точность и быстродействие, объективность получения результатов измерения, удобство в работе, высокая степень автоматизации процесса измерения и обработки результатов делают цифровые измерительные приборы (ЦИП) незаменимыми в проведении многих научных исследований и контроля производственных процессов. Благодаря этим качествам ЦИП являются одним из наиболее перспективных средств получения количественной информации об окружающем нас материальном мире
В настоящее время существует множество ЦИП, предназначенных для измерения электрических и неэлектрических величин.
Сегодня мы часто встречаемся с современной измерительной техникой на улице, в магазине, метро, больнице и дома. Учащиеся видят, что в магазинах практически не осталось аналоговых весов, в место них используются цифровые весы; на улице всё чаще и чаще в место привычных циферблатов часов они встречают только цифровое табло; ртутные термометры заменяются цифровыми, артериальное давление измеряют цифровым тонометром и т.д. Всё это не может оставить их равнодушными не интересоваться такими изменениями.
Использование ЦИП в домашних условиях требует от пользователя специальных умений и знаний о назначении, устройстве, принципе действия и методах работы с ЦИП.
Формирование таких знаний и умений целесообразно начинать ещё в школьном возрасте на уроках физики. Основы физических знаний, измерительных навыков, в том числе и умений самостоятельно приобретать знания при выполнении эксперимента закладывается на первой ступени обучения физике. От того, на сколько экспериментальные навыки прочны, гибки, в определённой степени зависит успех дальнейшего обучения в старших классах.Однако, для этого, необходимо не только иметь в школе приборы с различным принципом действия, но и учебные и методические пособия для формирования и контроля теоретических и практических знаний учащихся об измерениях и измерительных приборах.
Если аналоговые измерительные приборы в школе ещё имеются, то вот с цифровыми измерительными приборами дело обстоит намного хуже, приобретение таких приборов требует достаточно больших финансовых средств, не смотря на то, что эти приборы включены в список необходимого оборудования для централизованного оснащения школьных кабинетов физики.
Анализ программ и учебно-методических пособий для основной школы, которые рекомендованы Департаментом общего среднего образования и Министерством образования Российской Федерации показывает, что во всех учебно-методических комплектах реализуется одинаковое содержание. Оно определятся обязательным минимумом содержания основных образовательных программ по физике. Всё это позволяет определить ряд тем, в которых можно организовать учебный процесс таким образом, что бы ни изменять тематического планирования, которое сделал учитель, а только эпизодически включать материал о современной измерительной технике. В основной школе элементы для включения в учебный процесс могут быть следующими:
- рассказ учителя о многообразии измерительной техники;
- демонстрация современных (цифровых) измерительных приборов;
- рассказ учителя или учеников о применении ЦИП в быту, производстве, сферах услуг и т.д.;
- проведение измерений ЦИП при проведении демонстраций;
- определение плана проведения измерения ЦИП (правил работы с ЦИП);
- проведение измерения учащимися по ранее определённой структуре и т. д.
Как показывает практика, включение такого содержания активизирует учащихся, оживляет учебный процесс, повышает мотивацию и интерес к предмету. Те ребята, которые интересуются техникой, впервые узнав о существовании многофункциональных приборов, целенаправленно приобретают их для работы. Затем, приносят в класс и производят ими измерения, рассказывают о них.
Проанализировав план проведения измерения аналоговым измерительным прибором, который можно отыскать во многих методических пособиях, мы с ребятами, попытались составить аналогичный план проведения измерения цифровым измерительным прибором, а потом, определив общие пункты плана и отличия, составили алгоритм проведения измерения измерительным прибором.
План проведения измерения аналоговым прибором:
|
План проведения измерения цифровым измерительным прибором:
|
Из всего многообразия учебников по физике для основной школы только в одном из них (учебники под редакцией А. А. Пинского и В. Г. Разумовского “Физика и астрономия” или “Физика”, в зависимости от года издания) авторами предпринята попытка, рассмотреть на доступном для учащихся уровне устройство и принцип действия аналоговых электроизмерительных приборов магнитоэлектрической, электромагнитной и электродинамической систем.
Цифровым измерительным приборам в этом учебнике, который был издан после 2003 года и приведён в соответствие с требованиями проекта федерального компонента государственного стандарта, посвящён раздел “Домашние опыты с мультиметром”, которого не было ранее. Учащимся, имеющим дома такой прибор, предлагается выполнить девять опытов. В учебнике представлен рисунок мультиметра М890G, но нет его описания и рекомендаций по процедуре измерения этим прибором. Нет никакой информации о классификации измерительных приборов, так же не достаточно широко рассматриваются области применения измерительной техники.
Однако в книгах, входящих в учебно-методический комплект по данному курсу, предлагается как альтернатива самодельному мультиметру, состоящему из зеркального гальванометра и мультиметра (авометра) АВО-63 приобрести мультиметр с цифровой индикацией. Ни описания устройства, ни принципа действия таких измерительных приборов в данных пособиях не рассматривается. Даются только сравнительные характеристики трёх, по мнению авторов, наиболее доступных по цене мультиметров.
В тетради для лабораторных работ для 8-го класса в приложении 4. “Возможности предсказания заморозка”, рассказывается ещё об одном цифровом приборе – гигрометре. На рисунке представлен его внешний вид, в описании даны размеры и масса прибора, рассказывается об устройстве и правилах измерения температуры в различных пределах.
При всём этом, ни о какой системе формирования представлений учащихся о многообразии современной измерительной техники и речи быть не может.
Поэтому разработку технологии формирования представлений учащихся основной школы о современных измерительных приборах, считаю актуальной.
Также в учебниках и методических пособиях, неполно раскрыт вопрос о научных методах исследования природы (наблюдении, измерении, эксперименте). Даётся определение только измерению, а о существовании обобщённых планов научных методов ничего не говориться.
Для того чтобы сформировать представления учащихся основной школы о современной измерительной технике необходимо проводить целенаправленную и планомерную работу.
Материал по включению новых вопросов излагается в двух колонках. В первой колонке “Что даёт учебник” анализируется содержание параграфа учебника. Во второй колонке “Что нужно добавить” содержатся рекомендации для учителя по изучению материала о современных измерительных приборах.
Распределение изучаемого материала о современных измерительных приборах для каждого учебного курса основной школы в отдельности рассмотрено в приложении 1.
Существует несколько способов описания педагогических технологий, остановимся на способе предлагаемом Г. К. Селевко.
Классификационные параметры:
- По уровню применения: частнопредметная.
- По философской основе: диалектико–материалистическая, сциентизм.
- По основному фактору развития: социогенная.
- По концепции усвоения: ассоциотивно-рефлекторная с деятельностным подходом.
- По ориентации на личностные структуры: информационная и прикладная.
- По характеру содержания: обучающая с элементами воспитательной, светская, общеобразовательная.
- По организационным формам: классно-урочная, индивидуально-групповая, дифференцированная.
- По подходу к ребёнку: педагогика сотрудничества.
- По преобладающему методу: объяснительно-иллюстративная с элементами проблемно - поисковой и творческой деятельности.
- По категории обучаемых: массовая школьная технология.
Целевые ориентации:
- Формирование ЗУН.
- Связь с жизнью и производством.
- Адаптация в окружающем пространстве.
Концептуальные положения:
- Жизнь как главное наглядное пособие.
- Опора на личный опыт ученика.
- Воспитание у ученика элементов культуры измерений.
Особенности содержания
Особенностью технологии “Формирования представлений учащихся о современных измерительных приборах в основной школе” является то, что знакомство учеников с современными измерительными приборами начинается с первых уроков в 7-ом классе. Сначала визуально, а затем они включаются в активную деятельность с применением современных измерительных приборов. По мере накопления знаний, умений и навыков, в течение всего времени изучения предмета – физика в основной школе ученики изучают, где и для чего применяется такая техника, как она устроена и каковы принципы её работы. Изучение этих вопросов ведётся постепенно, по мере знакомства с учебным материалом, предусмотренным программой и учебником (тем который выбрал учитель, рекомендованный Министерством образования и науки РФ) параллельно с аналоговыми приборами изучаются и цифровые. Такой подход не требует дополнительных затрат учебного времени, но зато знакомит учеников с многообразием существующей на сегодняшний день измерительной техники, с которой они всё чаще и чаще встречаются в повседневной жизни. Принцип действия современных измерительных приборов основывается на физических законах, процессах и явлениях, некоторые из которых школьники изучают в основной школе. По мере их усвоения ученики способны разобраться и с принципами работы современных измерительных приборов.
Ещё одной особенностью данной технологии является то, что использовать её, можно реализуя при обучении любой учебно-методический комплект для основной школы, и даже с минимальным набором цифровой измерительной техники.
О том, что такие знания востребованы, можно судить по результатам опросов учеников и учителей. В опросе приняли участие 42 учителя г. Новосибирска и Новосибирской области (участники областной педагогической конференции). Из них:
- имеют у себя дома цифровые измерительные приборы – 69 %;
- используют цифровые измерительные приборы в своей работе – 48 %;
- считают целесообразным изучение цифровых измерительных приборов в школе - 76 %;
- включают в учебный процесс вопросы, связанные с изучением ЦИП - 41 %.
Включение в учебный процесс вопросов об основах работы современных измерительных приборов затрудняется многими факторами. На первое место учителя ставят тот факт, что таких приборов нет в наличии или их очень мало (65 % опрошенных), затем ссылаются, что нет в литературе информации о таких приборах, чтобы можно было самим разобраться с основами их работы (17 %), ещё указывают на нехватку учебного времени (13 %), а оставшиеся вообще затруднились ответить на этот вопрос (49 %). Можно сделать вывод, что 49 % учителей не задумывались о необходимости изучения современных измерительных приборов в школе. Наглядно распределение трудностей включения в учебный процесс изучения основ работы современных измерительных приборов можно представить на диаграмме.
Опрос 84 учеников показал, что 94 % учащихся видели цифровые измерительные приборы, а 87 % учеников имеют у себя дома и пользовались цифровыми измерительными приборами.
Школьный физический эксперимент при различной структуре урока может служить как источником знаний, так и критерием истинности изучаемой теории.
Реализация принципа политехнизма в обучении физике позволяет расширить представления учащихся о практической направленности изучаемых ими законов и явлений. Знакомит их с многообразием измерительной техники, физическими процессами, заложенными в принцип её работы и правилами работы с современной измерительной техникой.
Необходимость усовершенствования практической части действующей программы явилась следствием выявленного несоответствия уровня экспериментально-практической подготовки выпускников основной школы требованиям их готовности к дальнейшей производственной деятельности или обучению в ВУЗе.
Содержание большинства учебников для основной школы за последние десятилетия не претерпело никаких изменений, связанных с научно - техническим прогрессом, поэтому учащиеся не получают сведений об успехах современной науки и техники.