Засоби сучасної електроніки й комп'ютерної техніки в навчальному експерименті з фізики

Abstract

Дисертація присвячена розробці, виготовленню і впровадженню засобів сучасної електроніки й комп’ютерної техніки в навчальний фізичний експеримент. Науково-методично обгрунтовано доцільність використання цих засобів на основі сучасних уявлень та тенденцій розвитку фізичного експерименту, розглянуто психолого-педагогічні особливості використання сучасних електронних приладів та комп’ютерної техніки в навчальному експерименті з фізики. Описано самостійно розроблені та виготовлені електронні прилади, інформаційно-вимірювальний комплекс на базі ЕОМ та програмне забезпечення. Розроблено і експериментально апробовано методику використання електронного обладнання та комп’ютерної техніки в навчальному процесі при вивченні питань електродинаміки, яка дозволяє активізувати мислення учнів, реалізувати дидактичні функції використовуваного обладнання і підвищити за рахунок цього ефективність вивчення фізики.

Диссертация посвящена разработке и внедрению средств современной электроники и компьютерной техники в учебном эксперименте с физики. Обосновано понятие измерения с философской точки зрения, проведен анализ и оценено состояние использования электронных измерительных приборов, рассмотрены психолого-педагогические особенности использования современных электронных приборов и компьютерной техники в учебном эксперименте с физики. Рассмотрены возможности использования компьютерной техники в учебном процессе, а именно – в демонстрационном и лабораторном эксперименте с физики. Установлено, что одной из важных особенностей развития школьного физического эксперимента за последние десятилетия есть интенсивное проникновение в учебный эксперимент средств радиоэлектроники и компьютерной техники. Наблюдается приближение экспериментального метода обучения к современным методам научных исследований. Радиоэлектроника и компьютерная техника, как и все области современной науки, неустанно развиваются, что дает возможность для соответствующей коррекции учебного физического эксперимента: а) оптимизации габаритов учебного оборудования; б) учета требований педагогической эргономики относительно конструкции и внешнего оформления приборов; в) уменьшение потребляемой мощности; г) увеличение надежность в роботе и однозначность показаний измерительной величины при одних и тех же условиях; д) избежание паралаксационного искажения результатов измерения при использовании цифровой и компьютерной измерительной техникой. Использование средств современной электроники и компьютерной техники в учебный физический эксперимент позволит изучение многих физических явлений и процессов перевести на новую, больше прогрессивную экспериментальную и методическую основу, что будет оказывать содействие повышению уровня знаний учеников с физики и развития их творческого мышления. С целью усовершенствования физический эксперимента с физики разработан и изготовлен комплект электронных приборов и информационно-измерительный комплекс на базе электронно-вычислительной машины. Детально рассмотрена схемотехника, строение, принцип действия и настройку разработанного и изготовленного электронного оборудования для учебного физического эксперимента: прибора для измерения ЕРС индукции, цифровых измерительных приборов – частотомера-хронометра и измерителя емкости, установку для изучения способа передачи цифровой информации на инфракрасных лучах. Описан принцип действия основных узлов и программное обеспечение информационно-измерительного комплекса на базе ЭВМ типа ІВМ, что обеспечивает проведение прямых измерений ряда физических величин, анализ результатов и их сохранение с выводом на экран дисплея и друкуючий устройство. Предложена методика постановки, проведение и анализа экспериментально-исследовательских работ по использованием описанного оснащения. Описана компьютерная программа “Осцилоскоп для Windows” и разработанный коммутатор для реализации ее использования как в учебных целях, так и в внеурочной работе. Установлено, что не возникает больших проблем при изготовлении и эксплуатации оборудования даже в условиях школы и в частности на занятиях кружков физико-технического профиля. Результаты педагогического эксперимента досказали, что использование средств современной электроники и компьютерной техники оказывает содействие повышению научного уровня учебного процесса с физики, повышает его дидактические качества. Овладение учениками приемами экспериментальной деятельности положительно влияет на уровень их знаний. Результаты теоретического и экспериментального обучения полностью подтверждают правомерность выдвинутой гипотезы и убеждают в практическом значении разработанных предложений.

In this dissertation there are scientifically based methods and technical use of equipment of modern electronic and computer technique in school course of physics. Here is given the description of hardware and software for conducting experimental and research works with using electronic and computer devices in educational physical experiment.