Теорія і практика вдосконалення курсу загальної фізики засобами сучасного навчального фізичного експерименту

Abstract

Розглянуто тенденції розвитку вищої професійної школи, психолого-педагогічні проблеми формування знань з фізики у студентів та досвід їх розв’язання. Розроблено засади інноваційного напрямку вдосконалення курсу загальної фізики, в якому інновації в методиці навчання є засобами його розвитку, а експеримент – засадничим чинником технологій навчання нових комплексних тем, що охоплюють ключові поняття, закони, теорії і є результатом системного врахування вимог дидактики і діалектики, науково-технічного прогресу, тенденцій освіти, зокрема, методики та фізики як науки. У контексті поданого, з одного боку, для ефективного вивчення ключових понять, законів і теорій курсу фізики та взаємозв’язків між ними розроблено нові експерименти і способи їх реалізації та спроектовано і створено відповідні засоби навчання: “Прилад для демонстрації закономірностей випадкових похибок”, “Прилад для дослідження швидкості обертання Землі навколо своєї осі”; “Установка для дослідження механічних коливань (фізичний маятник)”, “Прилад для демонстрації коливань пружинного маятника”, “Спосіб та прилад для дослідження руху електронів в електричному та магнітному полях”, “Спосіб дослідження властивостей світла” та “Установка для дослідження корпускулярних та хвильових властивостей електронів”. Більшість із них не мають аналогів у вітчизняному та зарубіжному навчальному практикумі курсу загальної фізики. Їх новизна та актуальність підтверджена авторськими свідоцтвами на винаходи. З другого боку, зважаючи на принципи і методи дидактики та принципи діалектики, систематизовано і структуровано навчальний матеріал, що стосується ключових понять, законів і теорій курсу фізики, та подано його як об’єкт пізнання інноваційних комплексних тем “Вимірювання та їх похибки”, “Рівномірний рух точки по колу та гармонічні коливання”, “Пружинний маятник та заряд електрона”, “Релятивізм магнетизму”, “Електронна хвиля та атом арґону і криптону”. Для впровадження тем у навчальний процес, сформовано відповідні технології навчання, основою яких є розроблений навчальний експеримент.

Same aspects of theory and practice of the course of general physics improvement by means of modern educational experiment, as an integral component of new technologies of teaching innovational complex themes – scientifically substantiated means of reflection specimens of educational activity, invariants of educational process, have been considered. On the one hand, for effective learning key notions, laws and theories of the course of physics and relationships among them, new experiments and means of their realization have been worked out and corresponding means of teaching have been designed and produced: “Appliance for demonstration of the occasional errors' law”, “Appliance for investigation of the Earth rotation velocity around its axes”, “Appliance for demonstration of the spring pendulum swings”, “Appliance for investigation of mechanical swings (physical pendulum)”, “Method and appliance for the study of electron motion in electric and magnet fields”, “Method of light properties’ study”, and “Appliance for the study of corpuscular and wave properties of electrons”. Most of them don’t have analogues in teaching practicum of the course of general physics in this country and abroad. Their novelty and actuality have been confirmed by certificates of recognition. On the other hand, considering principles and methods of didactics and principles of dialectics, we systemized and structured educational material, as to key notions, laws and theories the course of physics and have given it as the object of knowledge of innovational complex themes of “Measurements and their errors”, “Uniform motion of a point around the circle and harmonic oscillations”, “Spring pendulum and electron charge”, “Relativity of magnetism”, “Electron-wave and atoms of argon and krypton”. To enlighten them in the educational process, there have been formed corresponding technologies of teaching, the basis if which is the worked out teaching experiment.