Завьялова А. О.
ЦИФРОВАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО ФИЗИКЕ КАК ОСНОВА ИННОВАЦИЙ
В ФИЗИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ ШКОЛЬНИКОВ

МАОУ СОШ № 76 с углубленным изучением отдельных предметов

В условиях интенсивного внедрения информационных процессов в науку и производство назрела необходимость создания новой модели системы образования, на основе информационных технологий. Модернизация российского образования одним из своих приоритетов выделяет информатизацию, главной задачей которого является создание единой информационно-образовательной среды.

Информационно-образовательная среда в школе призвана перевести на новый технологический уровень все информационные процессы, проходящие в образовательном учреждении.

Современный стандарт физического и информационного образования для средней школы предполагает активное освоение  современных способов получения, обработки и представления информации.

Поэтому актуальной задачей развития лабораторного практикума в школе является внедрение компьютерной техники в подготовку, проведение экспериментальных работ, демонстрационного эксперимента  и в обработку полученных данных. Необходимо  разработать методики такого проведения  экспериментальных работ, которые бы обучали школьников различным этапам проведения научных исследований на базе содержания курса физики.

Цифровая лаборатория представляет собой набор лабораторного оборудования по всем разделам физики, согласованного с цифровыми датчиками (всего 13 различных типов), сигнал с которых поступает на компьютер и обрабатывается соответствующей программой.

Лабораторные работы, предусмотренные программой по физике для общеобразовательных учреждений для 7–11 классов, в основном имеют аналоги  в цифровой  лаборатории. Однако имеется и ряд работ, проведение которых принципиально невозможно без использования цифровых датчиков и компьютера.

Например: использование цифрового осциллографа  позволяет качественно и количественно проиллюстрировать явление электромагнитной индукции, изучить протекание тока в цепи, содержащий конденсатор, измерение магнитной индукции, измерение радиационного фона и другие. Покадровая обработка видеозаписи колеблющегося на пружине груза позволяет  познакомить учащихся с графиком гармонических колебаний.

Цифровая лаборатория не подразумевает действий учащегося по жесткому сценарию. Учителю предоставляется удобный инструментарий по созданию новых лабораторных работ или дополнению существующих. Комплект цифровой лаборатории позволил нам разработать новую, не входящую в перечень лабораторного практикума работу, а именно «Исследование зависимости величины отклонения светового луча плоскопараллельной пластинкой от угла падения луча», в которой учащиеся проходят все этапы современного научного эксперимента: создание теоретической модели, проведение эксперимента, сравнение экспериментальных и теоретических результатов, статистическая обработка, коррекция математической модели.  Так же мы имеем возможность усовершенствовать базовый уровень лабораторной работы до профильного за счет: использования дополнительных датчиков, отказа от пошаговой инструкции и лишь постановки задачи и конструкции установки, с помощью которой можно решить поставленную задачу; усложнения методик обработки данных (доп. таблицы, линеаризация графиков, подбор функции, описывающей кривую и т. д). Такой подход заставляет ученика использовать знания, полученные на смежных предметах: информатике и математике.

Поскольку цифровая лаборатория подразумевает отсутствие отчетов на бумажных носителях, то это обстоятельство предполагает формирование новой культуры отчетности. Ученики формируют электронный отчет, в который входит: фотография установки, исходный сигнал с датчика, таблица обработки сигналов, график, выстраиваемый на основе полученной таблицы, выводы, набранные с клавиатуры. Отчет отправляется по электронной почте «Сетевого города» учителю.

Формирование такого типа отчета позволяет ускорить процесс выполнения лабораторной работы, требует от ученика новых информационных компетенций, а так же постоянной работы над уровнем своей компьютерной грамотности.

В процессе освоения комплекта цифровой лаборатории мы столкнулись с определенными трудностями: методическое руководство по работе с комплектом, входящее в состав цифровой лаборатории, психологически не адаптировано для учащихся 8-10 классов и сценарий лабораторной работы не всегда логически грамотно выстроен. Нами было принято решение создать для каждой лабораторной работы собственную пошаговую инструкцию, с учетом уровня знаний учащихся. На данный момент времени нами освоены и адаптированы следующие лабораторные работы: « Смешивание воды разной температуры. Уравнение теплового баланса», «Определение удельной теплоемкости твердого тела», «Измерение силы тока  и напряжения с помощью осциллографа», «Регулирование силы тока реостатом», «Измерение силы Ампера», ««Изучение закономерности испарения жидкости», «Исследование зависимости величины отклонения светового луча плоскопараллельной пластинкой от угла падения луча».  К недостаткам относится и то , что на начальном этапе освоения цифровой лаборатории требуется на порядок больше времени на подготовку к проведению лабораторной работы по сравнению с обычной работой.

Учащиеся охотно используют цифровую лабораторию: на каждом уроке создаются условия, в которых каждый раскрывает свой творческий потенциал полностью, развивает не только свои способности, но и отрабатывает навык использования физического и компьютерного оборудования, а так же использования программ, необходимых для описания результатов экспериментов.

Учитель получает возможность постоянного профессионального роста в рамках своего предмета, а так же возможность повысить собственную компьютерную грамотность, освоить новые информационные технологии.

На наш взгляд цифровая лаборатория открывает широчайший простор для технического творчества и совершенствования своих педагогических навыков.

Литература

1. Гамова Светлана Александровна. Выступление на педсовете о внедрении учителями в своей работе ИКТ, плюсы и минусы. [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://nsportal.ru/nachalnaya-shkola/raznoe/2012/04/21/vystuplenie-informatsionno-obrazovatelnaya-sreda-shkoly свободный Загл. с экрана.-Яз.Рус. (дата обращения 10.04.2014)