Использование цифровых лабораторий на уроках физики в ГБОУ СПО (ССУЗ) «Челябинский механико-технологический техникум»

Результатом постоянно ускоряющегося информационно-технического прогресса стало бы- строе устаревание знаний, технологий. Поэтому основными способами существования человека в информационном обществе признаются самостоятельный исследовательский поиск и творчество, а образование рассматривается как открытый индивидуализированный непрерывный процесс самообучения человека в течение всей его жизни [1].

Федеральные государственные стандарты среднего профессионального образования требуют от обучающихся активного освоения современных способов получения, обработки и представления информации, а также методов проведения исследовательских работ по дисциплинам. Поэтому актуальной задачей развития лабораторного практикума является внедрение компьютерной техники в подготовку, проведение экспериментальных работ и в обработку полученных экспериментальных данных.

Образование XXI века уже невозможно представить без современных информационных технологий. Информационные технологии с каждым днем все глубже внедряются в сферу образования. В данной статье речь идет о современных цифровых лабораториях, используемых на уроках физики. Цифровые лаборатории — это оборудование и программное обеспечение для проведения демонстрационных и лабораторных экспериментов на занятиях. Цифровые лаборатории являются новым, современным оборудованием для проведения самых разных образовательных исследований естественно-научного направления. С их помощью можно проводить как работы, входящие в учебную программу, так и совершенно новые исследования. Применение лабораторий значительно повышает наглядность, как в ходе самой работы, так и при обработке результатов, благодаря новым измерительным приборам, входящим в комплект лаборатории по физике (датчики силы, расстояния, давления, температуры, тока, напряжения, освещенности, звука, магнитного поля и пр.).

Уже на протяжении нескольких лет цифровые лаборатории по физике используются во многих образовательных организациях России. В 2012 г. на приобретение оборудования для кабинета физики нашему техникуму была выделена субсидия. Перед нами стоял вопрос: каким современным лабораторным оборудованием оснастить кабинет? Единогласно было принято решение приобрести цифровое лабораторное оборудование, как демонстрационное, так и для проведение обучающимися лабораторных и практических работ.

Основной целью внедрения цифровой лаборатории в практику преподавания физики является получение лабораторных результатов, обработанных компьютерной программой, которая позволяет ускорить рутинные процедуры регистрации количественных данных. Применяя цифровые лаборатории на уроках физики, обучающиеся могут выполнить множество лабораторных работ и работ физического практикума. При выполнении лабораторных работ неизбежно происходят ознакомление обучающихся с современными методами регистрации физических величин в науке и технике, освоение информационных технологий. Более половины работ цифровой лаборатории предполагают формирование электронного отчета.

Также следует отметить многофункциональность нетбука цифровых лабораторий. Благодаря широким возможностям коммуникаций выстраивается современная лаборатория с полноценной сетью, выходом в Интернет. Программное обеспечение предусматривает возможность работы с видеокамерой, подключаемой к нетбуку, позволяет делать запись видеоизображений в реальном времени, как в одиночном режиме, так и одновременно с получением данных от подключенных датчиков и последующей покадровой обработкой. Оно дает возможность выполнять разноуровневые задания на уроках, индивидуализировать образовательный процесс, повысить эффективность контроля и самоконтроля. Из опыта работы: цифровые лаборатории не только повышают интерес обучающихся к дисциплине, но и способствуют формированию общих компетенций.

В цифровую лабораторию включены 34 лабораторные работы с использованием реального оборудования, соединенного с цифровыми датчиками, сигнал с которых поступает на компьютер и обрабатывается соответствующей программой. К задачам выполнения лабораторных работ относятся:

– обучение заполнению таблиц;

– самостоятельное построение графиков (подбор масштаба, расстановка точек, проведение прямых через точки и т. д.);

– оформление бланка отчета, который перед выполнением работы должен быть распечатан и предоставлен обучающимся.

Цифровая лаборатория полностью меняет методику и содержание проведения занятий по физике. Ведущая роль на занятиях теперь принадлежит обучающимся и носит исследовательский характер.

Учебный эксперимент по физике, проводимый на традиционном оборудовании, без при- менения современных цифровых и компьютерных средств, не позволяет в полной мере решать учебные и воспитательные задачи. Связано это с целым рядом причин:

• 1)    традиционное учебное оборудование для проведения учебного естественно-научного эксперимента не позволяет проводить количественные исследования из-за ограниченных технических возможностей приборов;

• 2)    длительность проведения естественнонаучных исследований далеко не всегда согласуется с длительностью учебного занятия;

• 3)    требования техники безопасности при проведении учебного эксперимента исключают возможность проведения многих исследований, имеющих принципиальное значение с точки зрения содержания учебного материала;

• 4)    материальные затраты на создание и обслуживание традиционного учебного оборудования не совпадают с материальными возможностями образовательных учреждений, и др.

Цифровая лаборатория снимает вышеперечисленные проблемы. Благодаря широкому спектру разнообразных датчиков параметры физического эксперимента становятся доступными обучающемуся не на качественном, а на количественном уровне.

Компетентность обучающегося формируется в самостоятельной деятельности. Следо