.

Використання автоматичних пристроїв і функціональних вузлів ЕОТ у системі шкільного фізичного експерименту: Автореф. дис… канд. пед. наук / Н.В. Фед

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 2312
Скачать документ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
імені М. П. ДРАГОМАНОВА
Федішова Наталія Володимирівна
УДК 372.853:53
ВИКОРИСТАННЯ АВТОМАТИЧНИХ ПРИСТРОЇВ
І ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ВУЗЛІВ ЕОТ У СИСТЕМІ ШКІЛЬНОГО ФІЗИЧНОГО ЕКСПЕРИМЕНТУ

13.00.02 – теорія і методика навчання фізики

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата педагогічних наук

Київ – 1999

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Кіровоградському державному педагогічному університеті імені Володимира Винниченка, Міністерства освіти України, м. Кіровоград.
Науковий керівник: кандидат педагогічних наук, доцент
ВОВКОТРУБ ВІКТОР ПАВЛОВИЧ,
Кіровоградський державний педагогічний університет імені Володимира Винниченка, завідувач кафедри фізики і методики її викладання.
Офіційні опоненти: доктор педагогічних наук, професор, академік АПН України
ГОНЧАРЕНКО СЕМЕН УСТИНОВИЧ,
Інститут педагогіки і психології професійної освіти, головний науковий співробітник лабораторії професійного навчання у закладах профтехосвіти;

кандидат педагогічних наук,
ЖЕЛЮК ОЛЕГ МИКОЛАЙОВИЧ,
Природничий ліцей, директор, м.Рівне.

Провідна установа: Запорізький обласний інститут удосконалення учителів, кафедра природничо-математичних дисциплін, Міністерство освіти України, м.Запоріжжя.

Захист відбудеться “7”вересня1999 р, о 1345 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.053.03 в Національному педагогічному університеті імені М.П.Драгоманова, (252601, Київ, вул. Пирогова, 9).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного педагогічного університету імені М.П.Драгоманова (252601, Київ, вул. Пирогова, 9).

Автореферат розісланий “19” травня 1999 p.

Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради _______ КОРШАК Є.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Одним із шляхів реформування змісту загальноосвітньої під¬готовки є розширення політехнічного світогляду учнів і розви¬ток їх творчих здібностей, а також формування в них техніко-технологічних та економічних знань, практичних умінь і нави¬чок, необхідних для залучення до продуктивної праці. Динамізм, притаманний сучасній цивілізації, інтелектуалізація праці, шви¬дка зміна техніки і технології в усьому світі потребують ре-формування змісту і методів організації неперервної природни¬чо-математичної освіти взагалі і фізичної зокрема, оскільки фізика залишається лідером сучасного природознавства і однією з теоретичних основ сучасної техніки.
Не підлягає ніякому сумніву те, що в основі навчання фізики повинні бути багаточисельні, методично-продумані і оснащені необхідним обладнанням навчальні експерименти, реалізація яких потребує пошуку нових форм.
Проблемі методики і техніки системи фізичного експерименту присвячені дослідження Є.В.Коршака, Б.Ю.Миргородського, Л.І.Анциферова, В.А.Бурова, М.С.Білого М.С.Шульги і ін.
Сьогодні без перебільшення слід назвати революційним нап¬рямок автоматизації та комп’ютеризації, який торкається всих сфер діяльності людини. Підростаюче покоління ще в дошкільно¬му віці спілкується із електронними іграшками, електронними годинниками, різними побутовими автоматичними пристроями тощо. На противагу цьому в школі при навчанні фізики учні користую¬ться лише лінійкою і механічним секундоміром при визначеннях і вимірюваннях ряду фізичних величин таких як миттєвих пере¬міщень, малих проміжків часу тощо, що із необхідною точністю виконати за таких умов неможливо. Застарілість мето¬дів і форм гальмує розвиток інтересів і творчих здібностей, формування необхідних вмінь і навичок, політехнічного світо¬гляду взагалі.
В дослідженні визначено, що формування практичних вмінь і навичок учнів в процесі навчання фізики повинно пов’язуватись з розумінням фізичних основ роботи і, відповідно, використа¬нням автоматичних пристроїв і функціональних вузлів електрон-но-обчислювальної техніки не лише для виконання демонстрацій, а і експериментальних завдань учнями. Разом з тим відмічено, що матеріальна забезпеченість фізичних кабінетів суттєво відрізняється від сучасних, поновлення сучасним обладнанням від¬стає від зростаючих потреб.
Практика показує, що зміст питань автоматизації і комп’ю¬теризації виробництва, як одного із основних напрямків науко¬во-технічного прогресу, потребує перегляду стосовно ознайом¬лення учнів з фізичними основами будови і дії EOT в плані формування цілісних уявлень і ефективного використання в інди¬відуальній експериментальній роботі, що до забезпечення формува¬ння політехнічного світогляду. А оскільки відповідний навча¬льний матеріал з політехнічним змістом порівняно об’ємний, опанування ним повинно здійснюватись і в позаурочний час. От¬же, для належного забезпечення навчального процесу в школах необхідно розробити таке обладнання і засоби наочності, які можна було б використовувати як на уроках, так і під час прове¬дення індивідуальної позаурочної роботи учнів. За цих умов з’являється можливість втілювати принцип взаємозв’язку знань і практичної діяльності у педагогічну практику, формувати в учнів політехнічний світогляд під час навчання фізики.
Перехід шкіл України на диференційоване навчання, де фізи¬ка вивчається у різних обсягах і за різними програмами, акту¬алізує проблему вивчення фізики, а отже і питання вивчення фізичних основ будови і дії EOT, знання яких потрібні всім випускникам шкіл незалежно від їх майбутньої спеціалізації та профілю. Тому питання розробки основ методики і техніки вив¬чення і використання автоматичних пристроїв і електронно-обчислювальної техніки як політехнічного матеріалу є актуальним, що і зумовило вибір нашої дисертаційної теми.
Об’єкт дослідження – діяльність учнів і учителя в процесі навчання фізики при виконанні навчального експерименту з використанням автоматичних пристроїв і функціональних вузлів ЕОТ.
Предметом дослідження є обладнання і засоби наочно¬сті з питань автоматизації і комп’ютеризації та методика вико¬ристання їх елементів на уроках і в позаурочній роботі з фізики.
Мета дослідження – на основі сучасних уявлень у галузі конструювання навчального обладнання, психолого-педагогічних і дидактичних вимог до сучасних засобів наочності та тенденцій розвитку навчального експерименту розробити і модернізувати засоби наочності для організації навчального процесу з фізики і на їх основі удоскона¬лити методику вивчення навчального матеріалу з політехнічним змістом.
В основу дослідження покладена робоча гіпотеза:
розвинути пізнавальний інтерес і сформувати якісні політехні¬чні вміння і навички, підвищити рівень знань, можливо, якщо формувати цілісні уявлення про будову і дію EOT і використо¬вувати автоматичні пристрої та функціональні вузли EOT в сис¬темі фізичного експерименту на уроці і в позаурочний час.
Відповідно до мети і гіпотези поставлені завдання дослідження:
1. Проаналізувати сучасний стан обладнання і засобів нао¬чності з фізики на предмет відповідності сучасним методичним вимогам щодо виконання фізичного експерименту.
2. Вивчити і визначити шляхи модернізації існуючого та ство¬рення нового фізичного обладнання, яке б відповідало сучасному рівню досягнень напрямків науково-технічного прогресу.
3. Створити зразки приладів, окремих пристроїв та вузлів шляхом використання і впровадження автоматичних пристроїв та функціональних вузлів електронно-обчислювальної техніки.
4. Розробити методику використання запропонованого облад¬нання і засобів наочності у навчально-виховному процесі.
5. Передбачити можливості для виконання нових демонстрацій, лабораторних робіт, експериментальних задач.
6. Провести експериментальну перевірку ефективності запро¬понованих рекомендацій.
Для розв’язування завдань дослідження автором використо¬вувались такі методи:
– аналіз психолого-педагогічних досліджень, присвячених проблемам удосконалення навчально-виховного процесу з фізики;
– вивчення й узагальнення досвіду роботи передових учителів фізики;
– аналіз досліджень з конструювання нового навчального об¬ладнання, створення комплектів обладнання і засобів наочності;
– аналіз досліджень віднесених до проблем використання на¬вчальних задач з політехнічним змістом у процесі навчання фі¬зики;
– аналіз досліджень приурочених проблемам технічного за¬безпечення позаурочної роботи;
– проведення педагогічного експерименту та опрацювання його результатів;
– експертна оцінка запропонованого обладнання і засобів наочності.
Методологічну основу дослідження стано¬влять положення теорії пізнання, діяльнісний підхід до навча¬ння, теорія поетапного формування розумових дій, принципи ди-дактики, зокрема принципи наочності та політехнізму.
Наукова новизна дослідження визначається постановкою питання про впровадження автоматичних пристроїв і функціональних вузлів EOT в процес виконання всіх видів навчального фізичного експерименту і розробку відповідного методичного забезпечення; визначенням шляхів і обгрунтуванням методичних засобів стосовно вивчення фізичних основ роботи систем автоматики та електронно-обчислювальної техніки.
Практичне значення роботи становлять створені засоби наочності і два комплекти обладнання з ви¬користанням автоматичних пристроїв і функціональних вузлів EOT: комплект для вивчення і експериментального відображення фізичних основ будови і дії EOT; комплект для покращення якості і досконалості виконання лабораторних робіт і викона¬ння експериментальних задач; пристосування і пристрої для проведення конкурсів в позаурочній роботі; підсистема експериментальних задач і індивідуальних експериментальних завдань для позаурочної роботи; методичні рекомендації для використання роз¬робленого обладнання і засобів наочності.
Апробація результатів дослідження. Результати дослідження обговорювались на засі-даннях кафедри фізики і методики її викладання Кіровоградсь¬кого державного педагогічного університету імені Володимира Винниченка (1995-1996pp.); курсах підвищення кваліфікації учителів при Кіровоградському обласному інституті удосконале¬ння учителів (1995-1998 pp.); постійно діючому семінарі “Актуальні питання методики викладання фізики” (м.Київ, 1998); міжвузівських регіональних та міжрегіональних наукових кон¬ференціях (Суми, 1995; Львів, 1995; Київ, 1995; Кіровоград, 1996 і 1998; Кам’янець-Подільський, І997).
На захист виносяться:
1. Положення про необхідність і можливість розробки і мо¬дернізації обладнання і засобів наочності для виконання системи шкільного фізичного експерименту комплексно із викорис¬танням автоматичних пристроїв і функціональних вузлів EOT.
2. Засоби наочності та комплекти обладнання для вивчення фізичних основ будови і дії EOT, виконання фронтальних лабо¬раторних робіт і фізичного практикуму, розв’язування експе¬риментальних задач та проведення позаурочної роботи. Ці ком¬плекти пов’язані із спеціально розробленими і удосконалени¬ми лабораторними роботами та підсистемою експериментальних задач, пов’язаних із вивченням питань автоматизації і ком¬п’ютеризації. Все це у сукупності значно підвищує ефектив¬ність навчання, рівень знань та умінь учнів.
Дисертація складається із вступу, трьох розділів, виснов¬ків, списку використаної літератури та додатків. Зміст викла¬дено на 170 сторінках машинописного тексту. Він включає 11 таблиць, 50 рисунків. Список використаних літерату¬рних джерел складає 189 найменувань, додатків у роботі – 3.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обгрунтовано вибір теми та актуальність дослідже¬ння. Визначаються об’єкт, предмет, мета, гіпотеза, завдання, викладена методологічна основа і вказані методи дослідження, охарактеризована наукова новизна, теоретичне і практичне зна¬чення роботи, сформульовані основні положення, що виносяться на захист, наведені відомості про апробацію отриманих резуль¬татів.
У першому розділі – “Елементи автоматизації виробництва і мікропроцесорної техніки в курсі фізики серед¬ньої школи” – проведено аналіз стану формування політехніч¬ного світогляду учнів при навчанні фізики, виконано загальний огляд питань основних напрямків науково-технічного прогресу, висвітлення їх в підручниках і посібниках та експерименталь-не відтворення. Сконцентровано увагу на вивченні питань сто¬совно автоматизації та комп’ютеризації виробництва, стрімким впровадженням комп’ютерної техніки у всі сфери діяльності людини. Визначено необхідність регулярного перегляду змісту цих питань в плані ознайомлення учнів з досягненнями і роз¬витком науково-технічного прогресу. Питання автоматизації і комп’ютеризації пронизують весь зміст шкільного курсу фізи¬ки. Проте їх зміст дещо однобокий , бо учнів недостатньо зна¬йомлять з основами комп’ютеризації. Одержуючи різносторонню інформацію стосовно даного напрямку, яка не в повній мірі їм зрозуміла, учні в той же час безпосередньо спілкуються з ав¬томатичними пристроями і пристроями ЕОТ, експлуатуючи їх не грамотно, що викликає в багатьох технофобію.
Результати констатуючого експерименту показали недостат¬ній рівень знань школярів з питань автоматизації і низький стосовно комп’ютеризації.
Дослідженнями психологів установлено, що сприймання тео¬ретичного матеріалу е найбільш ефективним, якщо воно супро¬воджується активною діяльністю того хто сприймає. Тому важ¬ливо в процесі навчання фізики розглядати функціювання і використання в пра-ктичній діяльності моделей, пристроїв і приладів таких, з якими учні спілкуються і спілкуватимуться в майбутньому, не¬залежно від майбутньої професії.
Аналіз змісту і методики виконання системи учбового фізич¬ного експерименту показав, що нове обладнання, яке побудова¬не на базі використання мікроелектроніки, досить обмежене в кількості і використовується лише для виконання демонстраці¬йних дослідів. Безпосередньо в процесі навчання фізики з EOT учні якщо і спілкуються то лише фрагментарно. Однією із причин є відсутність в шкільних фізичних кабінетах необхід¬ної кількості відповідного обладнання. Особливо це стосуєть¬ся лабораторного обладнання, де бракує таких вимірювальних приладів, які б дозволяли виконувати експеримент відповідно психолого-педагогічним вимогам і сучасним потребам.
Суттєво негативний вплив на розв’язання проблеми має брак відведеного на навчання фізики час, що покликане активізува¬ти позакласну індивідуальну діяльність учнів. Проте і тут бракує як матеріального забезпечення, так і відповідних ди¬дактичних розробок, зокрема домашніх експериментальних завдань. Усе це дозволило дійти висновку про важливість роз-робки засобів наочності і комплектів обладнання для ефектив¬ного і якісного виконання експериментальних завдань учнями, формування вмінь грамотно використовувати автоматичні прис¬трої і мікропроцесорну техніку, розвивати творчі здібності і інтерес до пред-мету, формуючи політехнічний світогляд. Доцільним є створення дидактичних засобів для полегшення пі¬дготовки учнів до виконання робіт фізичного практикуму.
Усе це дозволило дійти до висновку про важливість розроб¬ки засобів наочності та комплектів обладнання для організа¬ції індивідуальної роботи учнів на уроках і в позаурочний час.
У другому розділі – “Автоматичні пристрої та функціональні вузли ЕОТ в учбовому фізичному експерименті” – проведено аналіз дидактичних і теоретичних основ викорис¬тання автоматичних пристроїв і функціональних вузлів ЕОТ в системі учбового фізичного експерименту, запропоновано від¬повідно два комплекти обладнання: для вивчення фізичних ос¬нов роботи ЕОТ та виконання фізичного експерименту на уроці і позаурочний час, використання запропонованого обладнання при проведенні масових виховних заходів, обгрунтовано доці¬льність виконання і запропоновано підсистему експериментальних задач.
Не завжди за допомогою наявного обладнання і дидактичних засобів можна розв’язати завдання, поставлені перед вчителем фізики. Це, насамперед, викликано конструктивними особливос¬тями такого обладнання та закладених в них форм і методів виконання експерименту. А.Г.Молибог та інші автори показали, що вдосконалення навчального процесу перш за все необхідно розпочинати з уточнення і конкретизації педагогічних вимог до засобів навчання. В роботі систематизовані діючі вимоги до вже розробленого обладнання і дидактичних засобів навчан¬ня, а також сформульовані специфічні дидактичні вимоги, при¬таманні лише обладнанню, яке сприятиме формуванню якісно но¬вих політехнічних вмінь. До специфічних вимог віднесено:
– достатню ілюстративність пристрою або установки;
– естетичну привабливість демонстрованого пристрою або установки, їх окремих вузлів;
– забезпечення відносної простоти маніпуляцій при прове¬денні експерименту;
– забезпечення масовості проведення експериментальних завдань, багатократності дій, можливостей повторного прове¬дення;
– забезпечення переходу від електричних схем до реальних елементів, швидкого запам’ятовування умовних позначень;
– створення умов для формування умінь аналізувати роботу електричних схем;
– забезпечення контролю засвоєння знань.
Згідно діючих і специфічних вимог виготовлене нами обладнання і дидактичні засоби з використанням автоматичних при¬строїв і функціональних вузлів ЕОT, яке пройшло апробацію в процесі навчання фізики, умовно скомпоновано в три ком¬плекти:
1. Комплект для вивчення фізичних основ роботи ЕОТ.
2. Комплект модулів блоків і пристосувань для виконання експериментальних завдань.
3. Комплект обладнання і дидактичних засобів для позаурочної роботи.
Методичною основою використання першого комплекту облад¬нання є необхідність ознайомлення учнів з фізичними основа¬ми роботи EOT, призначенням і функціюванням окремих вузлів і цілісних уявлень про структуру і дію ЕОМ, надання можливо¬сті розв’язування експериментальних задач. Результати педа¬гогічного експерименту виявили відсутність оптимальної кіль¬кості відповідних питань в шкільному курсі фізики, необхід¬ність доповнення їх такими, що знайомлять з рядом функціо¬нальних вузлів та пристроїв вводу і виводу, які забезпечу¬ють розуміння дії і моделювання на їх базі елементарного електронно-обчислювального пристрою. До комплекту нами вклю¬чено крім модулів з базовими логічними елементами і тригера модулі функціональних вузлів регістра, лічильника, шифратора, дешифратора, суматора і АЛП та пристрої вводу і виводу.
Ознайомлення з кожним модулем здійснюється попередньо в процесі вивчення тих чи інших питань курсу фізики, де їх використовують як правило в фізичному експерименті в поєд¬нанні з іншим обладнанням і як об’єкти вивчення. В роботі приведено таблицю використання комплекту при навчанні фізики більше десяти разів.
Створене обладнання другого комплекту сприяє підвищенню ефективності виконання експериментальних завдань учнями на предмет формування якісно нових політехнічних вмінь викори¬стовувати сучасні методи і форми при розв’язуванні практич¬них задач:
– удосконалити методи виконання порівняно точних вимірю¬вань фізичних величин як прямих так і непрямих: кутів, від¬станей, швидкостей, прискорень тощо;
– фіксувати та визначати миттєві значення малих перемі¬щень, проміжків часу, координат;
– відображати результати вимірювань в ході експерименту з допомогою цифрової індикації, що не потребує громіздких додаткових обчислень чи обробок інформації;
– сприяти комплексному використанню розробленого обладна¬ння з типовим, підвищуючи їх коефіцієнт використання.
До комплекту ввійшли: акустичні давачі, фотодавачі, гене¬ратори прямокутних імпульсів, лічильники імпульсів та декі¬лька простих пристосувань і модернізованих типових приладів і деталей.
В роботі описано особливості і процес виготовлення елеме¬нтів комплекту, методику і виконання лабораторної роботи на закон збереження і перетворення механічної енергії та закон збереження імпульсу (9 кл.), а також демонстрування моделі-аналогії досліду Боте, що достатньо висвітлює методику і тех¬ніку використання комплекту в системі шкільного фізичного експе¬рименту. За даними зведеної таблиці елементи комплекту використовуються більше двадцяти разів.
В роботі відмічено, що демонстраційних дослідів і лаборато¬рних робіт, передбачених програмою, недостатньо для ознайом¬лення з теоретичним матеріалом і практичним застосування одержаних знань, що необхідно продовжити при розв’язуванні задач. В зв’язку з відсут¬ністю належної кількості відповідних задач та методич¬них рекомендацій до їх розв’язування розроблено підсистему задач з фізико-технічним змістом, яка охоплює коло таких питань. При цьому враховувались основні дидактичні принципи і вимоги.
До підсистеми входять конструкторські задачі на доконструювання і переконструювання, творчі задачі з неповними даними з виробничим змістом, група пропедевтичних конструкторських задач тощо. Задачам характерні такі цікаві ідеї як екологічність, ергономічність, технологічність, перспективність.
При складанні і підборі задачі групувались за зв’язками:
а) з одним і тим же фізико-технічним об’єктом; б) з однією ву¬зькою фізико-технічною проблемою.
Для досягнення вільності виконання практичних дій і умо¬виводів учнями, що залежить від натренованості їх у викона¬нні типових лабораторних операцій, а останні – від кількості виконання робіт, спілкування з певними приладами, автором розроблені комплекти дидактичних засобів у вигляді окремих рисунків структурних схем базових логічних елементів, окре¬мих блоків, пристроїв та функціональних вузлів ЕОТ. При ви¬користанні їх в домашній самостійній роботі в учнів утворювались асоціативні зв’язки між структурним зображен¬ням приладів, елементів, вузлів тощо і реальним образом. Виконання такої роботи сприяло якісному формуванню вмінь складати електричні кола, монтажні схеми, моделі тощо.
Застосування розробленого обладнання в позаурочній робо¬ті розглянуто в двох аспектах: в самостійній роботі учнів і проведенні позаурочних заходів. Конкретні рекомендації грунтуються на загальних освітніх і виховних функціях та встановленні основних співвідношень за змістом і за часом подання матеріалу позаурочної і урочної форм навчання: самостійна позаурочна робота учнів на випереджаюче виконання експерименту, виконання експерименту одночасно з вивченням матеріалу на уроці та виконання експерименту після вивчення матеріалу. В ході дослідження вивчалась проблема забезпече-ння виконання самостійних експериментальних завдань учнями необхідним обладнанням і засобами. Відмічено досить низьку ефективність і якість виконання завдань, якими передбачено виготовлення певної кількості обладнання учнем і використа¬ння його для виконання експериментального завдання. Напроти досить високі результати і якість виконання одержані за умов виконання таких завдань з одержаним для цього обладнанням. За результатами визначено, що виконання самостійних позауроч¬них експериментальних завдань є ефективним, якщо воно здій¬снюється такими шляхами:
1. Для виконання завдання учням видається обладнання.
2. Виконання завдань здійснюється в фізкабінеті в спеці¬ально визначений для кожного учня позаурочний час.
Перший шлях вимагав значної роботи по укомплектуванню ка¬бінету фізики необхідною кількістю комплектів обладнання. Другий – з ув’язуванням графіку позаурочної роботи з можливостями і зручністю для кожного учня.
В аспекті використання автоматичних пристроїв та функці¬ональних вузлів ЕОТ в проведенні позаурочних виховних за¬ходів відмічено ефективність позитивного впливу останніх як при організації так і при проведенні заходів. Це виража¬ється в доступності інформації всим присутнім, сучасним оформленням окремих пунктів програми, методами і формами оцінювання і підведення підсумків. Це досягається завдя¬ки достатньому освітленню і озвучуванню, використанню сві¬тлових ефектів і інформаційних табло, автоматичній фіксації результатів, набраних балів, порушень правил тощо. Відмічено високу якість проведення таких заходів з використанням роз¬роблених пристроїв при проведенні брейн-рингу, описано прин¬ципи виготовлення відповідного обладнання.
За результатами дослідження при проведенні позаурочної роботи в розглянутих аспектах розв’язано задачі реалізації практичної спрямованості шкільного курсу фізики:
1. Доведено до учнів повнішу і точнішу інформацію про ви¬користання фізичного матеріалу в техніці, на виробництві, в побуті.
2. Підвищено наочність навчання.
3. Вивчено малодоступний учням матеріал.
4. Здійснено позитивний вплив на науково-технічне мисле¬ння учнів.
5. Повніше задоволене запити і допитливість учнів.
6. Сформовано повніші політехнічні знання.
У третьому розділі – “Експериментальна перевірка результатів дослідження” – описано експерименталь¬ну перевірку розроблених комплектів обладнання і дидактич¬них засобів та методику їх використання. Эксперимент прове¬дено у три етапи:
– випробування комплектів обладнання у лабораторних умо¬вах;
– перевірка обладнання в умовах школи;
– оцінка запропонованого обладнання і дидактичних засо¬бів методами експертної оцінки.
Внаслідок проведения І етапу обладнання, виконане на базі використання автоматичних пристроїв і функціональних вузлів ЕОТ та методика його використання доведені до такої доско¬налості, що їх можна було рекомендувати для впровадження в навчальний процес і винести на обговорення експертів. Якість запропонованих комплектів обладнання і засобів наоч¬ності оцінювали спеціалісти – викладачі ВНЗу та вчителі шкіл м.Кіровограда і Кіровоградської області.
На II етапі виготовлені нами комплекти обладнання і комплекти розрізних карток були передані експериментальним школам в яких були визначені 10 експериментальних і 9 контрольних 9-x класів; 13 експериментальних і 11 контрольних 10-х кла¬сів; 8 контрольних і 7 експериментальних 11-х класів. Учите¬лі експериментальних класів попередньо ознайомилися з методи¬кою і технікою використання обладнання і засобів наочності на уроках і позаурочній роботі і підключились до виготовлення аналогічного обладнання.
Перевірявся вплив використання запропонованого обладнання і відповідно нових методів виконання лабораторних робіт і розв’язування експериментальних задач, якість формування політехнічних знань і специфічних вмінь, якість підготовки до виконання експериментальних завдань з використанням дида¬ктичних засобів та сформованих експериментальних вмінь у ви¬пускників. Результати експерименту свідчать, що учні експери¬ментальних класів значно краще засвоїли навчальний матеріал з політехнічним змістом, набули практичних вмінь виконувати експерименти, в них сформувались цілісні уявлення про будову і функціювання електронно-обчислювальної техніки.
На ІІІ етапі експерименту дана експертна оцінка ком¬плектів запропонованого обладнання і наочних засобів.
До групи експертів увійшли вчителі шкіл, викладачі кафед¬ри фізики і методики її викладання Кіровоградського державно¬го педагогічного університету імені Володимира Винниченка, викладачі інших вузів України, які були учасниками постійно діючого республіканського семінару (квітень 1998 р, м.Київ).
Після ознайомлення з функціональними можливостями поданих на експертизу приладів, модулів, пристосувань, розрізних кар¬тинок кожний експерт індивідуально заповнював анкету, яка включала сукупність оцінюваних факторів. Опрацювання виставлених експертами оцінок проводилося статистичними методами.
На експертизу подавалися розроблені нами комплекти прила¬дів та наочних посібників:
Комплект для вивчення фізичних основ роботи EOT
1. Модулі логічних елементів “І”, “АБО”, “НЕ”.
2. Модулі тригера, регістра, шифратора, лічильника, мульти¬плексора, суматоре, арифметико-логічного пристрою, дешифратора.
3. Пристрої вводу і виводу.
Комплект для виконання лабораторних робіт
1. Генератор імпульсів.
2. Лічильник імпульсів.
3. Пульт-перемикач.
4. Фотодавач.
5. Акустичний давач.
6. Прилад для вивчення закону збереження імпульсу.
7. Установка для проведення брейн-рингу.
Дидактичні матеріали
1. Розрізні картинки для складання схем функціональних вузлів EOT, автоматичних пристроїв.
На початку експертизи визначали “вагомість” Кі кожної вимо¬ги, у відповідності з якою розроблялись і якій повинні відпо¬відати запропоновані наочні посібники. При цьому дотримувалась умова, що

Дані заносились в анкети. Експерти оцінювали кожний засіб за 10-бальною шкалою (Пji). Одер¬жані від експертів дані опрацьовувалися у такій послідовності:
1. За виставленими в анкетах експертів оцінками визначався показник “дидактичної якості” Дj для кожної серії модулів, приладу чи дидактичних матеріалів:

2. Визначалось середнє значення інтегрального показника “дидактичної якості” кожної серії модулів, приладу, дидактич¬них засобів за формулою:

де n – кількість експертів.
Відомо, що групова оцінка може вважатися достатньо надійною тільки за умов узгодженості відповідей опитаних спеціалістів. Тому статистичне опрацювання одержуваної інформації включало в себе оцінку ступеня узгодженості думок експертів. Для цього розраховувався коефіцієнт варіації за формулою:

де – середнє значення інтегрального показника “дидактичної якості” для j-го приладу, серії модулів чи дидактичних засобів; i – середнє квадратичне значення відхилення оцінок, виставлених j-му приладу, серії модулів чи дидактичним засобам. Його обчислювали за формулою:

де Дjq – оцінка q-го експерта, яка виставлена j-му приладу, серії модулів, чи дидактичним засобам.
Експертна оцінка запропонованих комплектів обладнання і дидактичних засобів показала, що всі комплекти одержали оцінки “дидактичної якості” достатні для того, щоб стверджувати про педагогічну доцільність їх впровадження у навчальний процес. З проведеного дослідження можна зробити такі висновки:
1. Обсяг і зміст політехнічного матеріалу шкільного курсу фізики повинен задовольняти формуванню цілісних уявлень про будову, функціювання і використання електронно-обчислювальної техніки.
2. Удосконалення і розвиток учбового фізичного експерименту повинно здійснюватись комплексно в використанням автоматичних пристроїв і функціональних вузлів EOT.
3. Для розширення політехнічного світогляду учнів при нав¬чанні фізики в умовах школи необхідні такі прилади і наочні посібники:
– комплект модулів логічних елементів функціональних вуз¬лів та пристроїв електронно-обчислювальної техніки;
– комплект цифрових вимірювальних приладів, давачів до них, виконуючих пристроїв та окремих приладів і вузлів для викона¬ння лабораторних робіт, позаурочних індивідуальних завдань та проведення масових заходів;
– комплекти дидактичних засобів (розрізних картинок для формування вмінь складати схеми вузлів, пристроїв, установок).
4. Використання розробленого обладнання і дидактичних за¬собів дозволяє здійснювати навчальний процес відповідно до напрямків і шляхів реформування освіти в Україні.
5. Запропонована методика використання розробленого нами обладнання і дидактичних засобів в умовах школи повністю себе виправдала.
6. Розроблені нами комплекти обладнання і дидактичні засо¬би доступні як у технічному так і матеріальному відношенні для масового повторення в умовах середньої школи.

Список опублікованих праць за темою дисертації

Зміст дослідження викладено у 19 публікаціях автора, найбільш вагомими з яких є

1. Федішова Н.В. Шляхи реформування політехнічної осві¬ти в шкільному курсі фізики //Педагогіка і психологія. -1997.- №2,- С. 67-72.
2. Федішова Н.В. Комплект автоматичних пристроїв і функціональних вузлів електронної техніки для фізичного експеримен¬ту //Наукові записки Кіровоградського державного педагогічно¬го університету імені Володимира Винниченка. -1997. – Вип. 12.- C.89-95.
3. Федішова Н.В. Питання автоматики та мікропро-цесорної техніки в задачах фізико-технічного змісту – як засіб практи¬чної спрямованості шкільного курсу фізики //Наукові записки Кіровоградського державного педагогічного університету імені Володимира Винниченка. -1999. – Вип. 16. -С.33-39.
4. Вовкотруб В.П., Федішова Н.В. Методичні особливості ви¬користання автоматичних пристроїв та вузлів ЕОТ в позаурочній роботі // Наукові записки Кіровоградського державного педаго¬гічного університету імені Володимира Винниченка. -1999.- Вип. 16. -С.16-21.
5. Федішова Н.В. Комплект для вивчення фізичних основроботи електронно-обчислювальної техніки // Фізика та астрономія в школі. – 1999. – №2. – С.23-27.
6. Вовкотруб В.П., Федішова Н.В. Шляхи автоматизації та комп’ютеризації системи фізичного експерименту // Тези між¬народної наукової конференції присвяченій 150-річчю від дня народження видатного українського фізика і електротехніка Івана Пулюя.- Львів, 1995.-С.261-263.
7. Федішова Н.В. Учням про відеопрогравач. //Стандарти фі¬зичної освіти в Україні: технологічні аспекти управління нав¬чально-пізнавальною діяльністю. – Кам’янець-Подільський: -1997. – С. 102-103.
8. Федішова Н.В., Шмідт Л.В. Використання цифрової автома¬тики в учбовому фізичному експерименті //Стандарти фізичної освіти в Україні: технологічні аспекти управління навчально-пізнавальною діяльністю. – Кам’янець-Подільський; -1997. – С. 102-104.
Використані в дисертації ідеї та розробки з опублікованих наукових праць належать автору.

АНОТАЦІЯ
Федішова Н.В. Використання автоматичних пристроїв і функ¬ціональних вузлів ЕОТ у системі шкільного фізичного експери¬менту, – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата педаго¬гічних наук за спеціальністю 13.00.02 – теорія і методика на¬вчання фізики. – Національний педагогічний університет ім.М.П.Драгоманова, Київ, 1999.
Дисертацію присвячено питанням удосконалення системи нав¬чального фізичного експерименту, які розв’язуються комплекс¬но з використанням автоматичних пристроїв і функціональних вузлів ЕОТ. Визначено оптимальний обсяг і зміст питань сто¬совно фізичних основ будови і дії ЕОТ, необхідних для форму¬вання в учнів цілісних уявлень. Запропоновано розроблені і виготовлені комплекти обладнання і дидактичні засоби, які забезпечують експериментальне відтворення політехнічного ма¬теріалу даного напрямку. Розроблено підкомплект експеримента¬льних задач і індивідуальних позаурочних завдань. Розкрито суть і потреби забезпечення технічним обладнанням проведення виховних заходів. Основні результати праці знайшли впровадже¬ння в навчально-виховному процесі загальноосвітніх шкіл, педа¬гогічного інституту, курсів перепідготовки учителів фізики.
Ключові слова: експеримент, автоматичні пристрої, функціо¬нальні вузли, комплекти обладнання, політехнічний кругозор.

АННОТАЦИЯ
Федишова Н.В. Использование автоматических устройств и фу¬нкциональных узлов ЭВТ в системе школьного физического экспе¬римента, – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата педаго¬гических наук по специальности 13.00.02 – теория и методика обучения физике. – Национальный педагогический университет им.М.П.Драгоманова, Киев, 1999.
Диссертация посвящена вопросам усовершенствования системы учебного физического эксперимента, вызванного потребностями формирования у учеников определенного объема знаний, умений и навыков в соответствии с уровнем развития научно-техничес¬кого прогресса, в частности, внедрения электронно-вычислите¬льной техники во все сферы деятельности человека. В работе предложено оптимальный объем и содержание вопросов, касающи¬хся физических основ строения и функционирования ЭВТ, необхо¬димых для формирования у выпускников школ необходимых целост¬ных представлений, независимо от избранной ними специальности. Обоснованно целесообразность комплексного подхода к решению задач усовершенствования системы физического эксперимента и внедрения автоматических устройств и функциональных узлов ЭВТ для применения новых современных методов выполнения всех ви¬дов учебного физического эксперимента, формирования соответствующих практических умений и навыков. В ра6оте описаны раз¬работанные и изготовленные комплекты оборудования; первый – для изучения строения и функционирования устройств и узлов ЭВТ; второй – для выполнения демонстрационных опытов, лабора¬торных работ, экспериментальных задач, индивидуальных экспе¬риментальных заданий. Соответственно предложено методические рекомендации по использованию предложенного оборудования, ва¬рианты новых и модернизированных опытов всех видов экспериме¬нта, а также подкомплект экспериментальных задач физико-тех¬нического содержания – как средств практической направленно¬сти школьного курса физики соответственно направлению автома¬тизации и компьютеризации производства. Установлено, что эффе¬ктивность выполнения индивидуальных экспериментальных заданий самая высокая при условии полного обеспечения каждого учащего¬ся полным комплектом необходимого оборудования, следовательно, наличия такого оборудования в физических кабинетах в достато¬чном количестве. Качество подготовки учеников к выполнению экспериментальных заданий высокое при условии использования дидактических средств – комплектов разрезных картинок для формирования умений составлять принципиальные и структурные схемы а также модели устройств и установок, варианты которых разработаны и предложены в работе. Раскрыто сущность и потре¬бности обеспечения необходимым техническим оборудованием проведения массовых воспитательных мероприятий, предложено ва¬риант устройства для технического обеспечения проведения кон¬курсов типа брейн-ринг. Основные результаты работы нашли вне¬дрение в учебно-воспитательном процессе общеобразовательных школ, педагогического института, курсов переподготовки учите¬лей физики.
Ключевые слова: эксперимент, автоматические устройства, функциональные узлы, комплекты оборудования, политехнический кругозор.

ANNOTATION
Fedishova N.V. Computer-assisted learning in the system of Physics experiment at school.

Candidate of Pedagogics Thesis in specialty 13.00.02 – Theory and Methodology of Teaching Physics. Dragomanov National Pedagogical University, Kijiv, 1999.
The author studies the questions of the system of teaching physical experiment, which can be solved on the basis of computer-assisted learning. The author defines optimal amount and content of questions concerning computer physical background and functioning. The author also studies and proposes experimental use of polytechnic materials in mis field.
A complex of experimental problems and individual extra-curricula tasks supports the questions under study. The author studies an opportunity of supplying extra-curricula activities with technical equipment.
The hypothesis of experimental research is tested in the teaching/learning process and at the extra-curricula activities in secondary schools, pedagogical university, in-service teacher training courses in Physics.
Key words: experiment, automatic devices, functional bounds, equipment complex, politechnical outlook.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2019