МАОУ СОШ № 76 с углубленным изучением отдельных предметов
В рамках создания новой модели системы образования приоритетной ветвью развития является создание информационно образовательной среды обучающегося, а именно его личностное развитие и умение транслировать полученные навыки в метапредметных областях науки.
Активное развитие производственной отрасли нашей страны предполагает компьютеризацию производственного процесса, что подразумевает наличие специалистов, компетентных в вопросах цифровых технологий. Поэтому в школах необходимо прививать учащимся интерес к техническому творчеству и компьютерным технологиям. Современный стандарт физического образования для средней школы (ФГОС) требует активного освоения современных способов получения, обработки и представления информации, а также методов проведения исследовательских проектов по физике. Следует отметить необходимость формирования инженерного мышления обучающихся в рамках Уральской инженерной школы.
Цифровой лабораторный практикум по физике предоставляет возможность работы с современными компьютерными измерительными датчиками: положения, температуры, абсолютного давления и осциллографический датчик напряжения. Современный компьютерный эксперимент не является компьютерной симуляцией данного процесса, а предполагает комплексную работу с традиционным физическим оборудованием и компьютерными датчиками. Данный комплект цифрового оборудования позволяет ускорить рутинные процедуры получения и обработки количественных данных эксперимента.
Перед выполнением лабораторной работы обучающиеся получают общий сценарий выполнения лабораторного эксперимента в котором определены цели и задачи, а также сформулирован ход выполнения работы. В зависимости от подготовки учащихся варьируется число проводимых измерений и проведение дополнительных этапов работы, используемых для расчета необходимых величин или оценки погрешностей эксперимента.
Творческая группа юных экспериментаторов, после получения указаний учителя, определивших уровень лабораторной работы приступают к сборке лабораторной установки, вид которой они зафиксируют при помощи встроенной веб-камеры и занесут в электронный отчет. В ходе эксперимента обучающие получают данные от датчиков и при помощи специализированных маркеров переносят результаты эксперимента в таблицу. Эксперименты предполагают заполнения нескольких электронных таблиц: таблицы регистрации данных и таблицы исходных данных, наличие которых также варьируется. Оценив корректность полученных данных, на основе таблицы регистрации составляется график зависимости физических величин. Таблица регистрации данных имеет несколько активных «окон» в которые учащиеся вносят промежуточные результаты расчетов и оценивают корректность выполнения эксперимента, если расчеты верны – окно окрашивается в зелёный цвет, в противном случае остается красным. На данном этапе обучающиеся учатся чтению графиков регистрации, анализируют полученную информацию и обрабатывают результаты эксперимента, представляя их в графическом или формульном виде. Графики представляют собой точечные диаграммы, для построения которых из выпадающего списка необходимо выбрать способ интерполяции, которая в полной мере отражала бы зависимость между изучаемыми физическими величинами.
Следующий этап эксперимента – это составления электронного отчета. Структура отчета формируется автоматически, предлагая обучающимся свободные поля для заполнения. В отчёт включены: данные об обучающихся, выполняющих эксперимент; описание установки с фотографией; графики регистрации данных (заполняются автоматически); обработка данных: таблица исходных данных и обработки результатов; вывод: заполняется вручную. В выводе эксперимента обучающиеся анализируют выполнение целей и задач лабораторной работы, оценивают погрешность полученных результатов: в 7-9 классах посредством анализа возможных несовершенств установки или ошибок расчётов. В старших классах 10-11 производят статистические расчеты относительных и абсолютных погрешностей. Программа цифровой лаборатории предлагает оценить погрешность полученных экспериментальных данных на основе статистических способов. Навык по работе с методом статистической оценки погрешностей эксперимента необходим для формулировки корректного вывода по выполняемой работе. Электронный отчет отправляется в электронном формате учителю по почте электронного журнала. Данный формат отчетности требует от обучающихся и проверяющего определенного уровня компьютерной грамотности, а именно: умением работать с файлами различных форматов.
Переходный период от традиционного оборудования к цифровому не подразумевает длительный временной процесс подготовки и реализации: комплект цифрового оборудования имеет аналоги традиционных лабораторных работ и открывает ряд экспериментов принципиально невозможных без использования цифровых датчиков.
В соответствии с требованиями ФГОС обучающиеся должны быть активно включены в проектную деятельность: комплект цифрового лабораторного оборудования представляет собой инструментарий для технического творчества учащихся, сборки любых лабораторных установок и проведению различных экспериментов.
Новейшее педагогическое направление, формулируемое как «ФОРМИРОВАНИЕ НАВЫКОВ XXI ВЕКА» предполагает развитие определенных компетенций обучающихся, а именно: умение решать проблемные задачи. Это реализуется в данной цифровой лаборатории при помощи самостоятельного построения сценария своей работы, ориентируясь на цели, сформулированные самостоятельно и грамотно скорректированные педагогом - наставником. Следующая важная компетенция: творческий подход, который в выполнении каждой работы необходим и важен. Нередко в процессе работы с цифровыми данными и лабораторной установкой учащиеся находят нестандартные способы решения поставленных задач или обращаются к учителю с предложением о проведении принципиально нового эксперимента. Немаловажной компетенцией считается умение работать в коллективе, организация цифрового лабораторного эксперимента предполагает несколько видов коллективной работы. Работа над экспериментами осуществляется в паре, обучающиеся осуществляют сборку лабораторной установки и проводят компьютерный эксперимент. Следующий вид коллективной работы представляет собой систему наставничества, обучающиеся, которые имеют желание и изучать цифровую лабораторию в факультативной форме входят в состав экспертной группы, которая формируется в каждом классе. В обязанности данной группы входит не только наблюдение за целостностью и исправностью оборудования, но и проведение консультаций по работе любых датчиков и комментирование корректности полученных результатов. Транслируя полученные знания, обучающиеся стремятся повысить уровень своей компьютерной грамотности, а также освоить новые методы передачи, обработки и хранения информации. На основе данных компетенций формируются такие важные качества как любознательность и способность к коллективной работе.
Резюмируя сказанное, хотелось бы отметить, что цифровой лабораторный практикум в полной мере встраивается в концепцию «ФОРМИРОВАНИЕ НАВЫКОВ XXI ВЕКА».