Розвиток навчально-пізнавальної компетентності учнів у процесі виконання практико-орієнтованих завдань з фізики в цифровій лабораторії Vernier

Abstract

Стаття присвячена навчально-пізнавальній компетентності учнів закладів загальної середньої освіти в Україні, в процесі виконання практико-орієнтованих завдань з фізики. Представлені методичні напрацювання авторів щодо організації і реалізації циклу дослідницької діяльності та розвитку в учнів загальнонавчальних умінь у процесі постановки експериментальних завдань з фізики: дослідження процесу заморожування води; дослідження процесу розморожування льоду. З різних причин інтерес учнів до вивчення фізики постійно знижується. Тому учитель повинен активно впроваджувати в освітній процес методи, які будуть постійно підвищувати цікавість учнів, підтримувати інтерес та їх активність не просто на одному уроці, а протягом вивчення всієї теми, усього курсу фізики. Доведено, що застосування у навчальному процесі практико-орієнтованих завдань забезпечує формування більш глибоких теоретичних знань та практичного досвіду їх використання при поясненні природних явищ, підготовку учнів до практичної діяльності. До лабораторного обладнання увійшли прості цифрові вимірювальні прилади: аналого-цифровий перетворювач із екраном для обробки даних Vernier LabQuest, датчик температури з нержавіючої сталі Vernier та авторське саморобне обладнання: пробірка ПХ – 16х150 мм, мірний циліндр на 10 мл, хлорид натрію (NaCl), у побуті відомий як сіль, лабораторний штатив із тримачем, або лапкою ( у лапці нерухомо закріплюють пробірку), лід, водопровідна вода, мірна склянка на 400 мл, фарфорова ложка (для насипання сипучої речовини), паличка скляна на 15х4 мм (застосовується в процесі проведення досліду), що уможливлює реалізацію пропонованих завдань у навчальному фізичному експерименті. Результати вимірювань фізичних досліджень відображаються на екрані цифрового блоку та завдяки використанню бездротових технологій передаються на екран комп'ютера, планшета чи смартфона. Обробка результатів вимірювань та їх візуалізація (графіки, таблиці) проводились засобами спеціалізованого програмного забезпечення, яке також дає можливість вчителю проводити навчальні дослідити, спостерігати та за потреби корегувати, дослідницьку роботу учня.

The article is devoted to the educational and cognitive competence of students of general secondary education institutions in Ukraine, in the process of performing practice-oriented tasks in physics. The methodical work of the authors is presented regarding the organization and implementation of a cycle of research activities and the development of students' general education skills in the process of setting experimental tasks in physics: research on the process of freezing water; study of the ice thawing process. For various reasons, students' interest in studying physics is constantly decreasing. Therefore, the teacher must actively introduce into the educational process methods that will constantly increase the curiosity of students, maintain their interest and activity not just in one lesson, but throughout the study of the entire topic, the entire course of physics. It has been proven that the application of practice-oriented tasks in the educational process ensures the formation of deeper theoretical knowledge and practical experience of their use in explaining natural phenomena, and the preparation of students for practical activities. Laboratory equipment includes simple digital measuring devices: an analog-to-digital converter with a Vernier LabQuest data processing screen, a Vernier stainless steel temperature sensor, and the author's home-made equipment: test tube PH – 16x150 mm, measuring cylinder for 10 ml, sodium chloride (NaCl), commonly known as salt, a laboratory tripod with a holder or a foot (the test tube is immovably fixed in the foot), ice, tap water, a 400 ml measuring cup, a porcelain spoon (for pouring loose substances), a 15x4 mm glass stick (used during the experiment), which enables the implementation of the proposed tasks in the educational physical experiment. The results of measurements of physical studies are displayed on the screen of the digital unit and, thanks to the use of wireless technologies, are transmitted to the screen of a computer, tablet or smartphone. The processing of measurement results and their visualization (graphs, tables) were carried out using specialized software, which also enables the teacher to conduct educational research, observe and, if necessary, correct the student's research work.