Окремі аспекти використання сучасних цифрових комплексів vernier dynamics cart and track system під час лекційнихдемонстрацій

Размещено на http://www.allbest.ru/

Окремі аспекти використання сучасних цифрових комплексів vernier dynamics cart and track system під час лекційнихдемонстрацій

Величко Степан Петрович -

доктор педагогічних наук, професор, завідувач кафедри фізики та методики її викладання Центральноукраїнського державного педагогічного університетуімені Володимира Винниченка

ДОНЕЦЬ Наталія Володимирівна - завідувач кабінетом лекційного демонстрування кафедри фізики та методики її викладання Центральноукраїнського державного педагогічного університету ім. В. Винниченка, вчитель фізики Комунального закладу «Навчально-виховне об'єднання І-ІІІ ступенів «Науковий ліцей міської ради міста Кропивницького Кіровоградської області»

Постановка та обґрунтування актуальності проблеми

Сучасний рівень розвитку науки, техніки та сучасних технологій вимагає від людства володіння великою кількістю компетенцій: гнучкістю мислення, творчого підходу, швидкою адаптацією до нових умов та поставлених задач та ін. Відповідаючи вимогам майбутнього Національна стратегія розвитку освіти в Україні на період 2012-2021рр. [1] передбачає велику кількість дій, виконання яких підвищать ефективність освітнього процесу на основі впровадження досягнень психолого-педагогічної науки, педагогічних інновацій, інформаційно-комунікаційних технологій.

Міністерство освіти та науки України, реагуючи на вимоги сучасного суспільства (швидко змінюються цілі навчання, нові технології та засоби навчання) впроваджує сучасні інформаційно-комунікаційні технології в освітній процес (забезпечення навчальних закладів сучасними комп'ютерами, інтерактивними дошками, іншими різноманітними та різноформатними цифровими пристроями КОЗН (комп'ютерно орієнтовані засоби навчання) та КОСН (комп'ютерно орієнтовані системи навчання)). Дана тенденція є позитивною та допомагає вдосконалити в цілому весь освітній процес, його ефективність, доступність (в закладах як загальної середньої освіти (ЗЗСО), й та у закладах вищої освіти (ЗВО)). Отже, задачею навчальних закладів всіх рівнів є забезпечення можливостей комплексів осіб, що навчаються, здійснювати самостійну діяльність за допомогою наявного сучасного інноваційного обладнання, сучасних інноваційних комплектів, цифрових вимірювальних комплексів.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Проблемам удосконалення змісту, методики та техніки навчального фізичного експерименту з застосуванням комп'ютерних технологій у навчальному процесі присвячено роботи О. І. Бугайова, С. П. Величка, В. Ф. Заболотного, Ю. О. Жука, О. І. Ляшенка, О. С. Мартинюка та ін. Дослідженню проблем залучення програмно - апаратних засобів для постановки навчального експерименту з фізики присвячували свої публікації Ю. П. Бендес, О. І. Денисенко, О. С. Мартинюк, Петрова М. А., О. П. Руденко, О. В. Саєнко, В. І. Тищук, Н. В. Шаронова та інші.

Мета статті полягає в обґрунтуванні доцільності використання сучасних цифрових вимірювальних комплексів в освітньому процесі, зокрема під час лекційних демонстрацій.

Виклад основного матеріалу дослідження

Новітнє цифрове обладнання, комплекси, цифрові лабораторії - це нове покоління лабораторій природничого напрямку, що покликані для проведення фронтальних та демонстраційних дослідів, виконання лабораторних робіт на сучасному науково-технічному рівні. Використання нових цифрових лабораторій дозволяє доповнити знання, розширити кругозір в інших суміжних галузях, зокрема: освоїти інформаційні технології, роботу із сучасним обладнанням у навчально-науковій дослідницькій лабораторії, роботи з математичними функціями та графіками, освоєння методики проведення наукового дослідження на базі цифрових вимірювальних комплексів (ЦВК).

До складу цифрового комплексу входять такі складові елементи:

- реєстратор даних, який дозволяє записувати та аналізувати дані експерименту;

- комп'ютер з програмним забезпеченням для керівництва реєстратором;

- датчики, що під'єднані до комп'ютера для вимірювання фізичних величин.

Розглядаючи освітній процес у ЗВО розуміємо, що він має бути побудований таким чином, що навчання студентів повинно відповідати цілям випереджувального навчання. А відтак випускники педагогічних ЗВО повинні бути готовими для роботи з новими технологіями. Враховуючи те, що сучасні студенти це особистості, які звикли до різноманітних цифрових пристроїв, звикли до візуального сприйняття інформації, то робота з новітнім цифровим обладнанням підсилює їхній пізнавальний інтерес і буде стимулювати їх до творчості.

Важливим етапом початку роботи із сучасним інноваційним обладнанням, новітніми цифровими комплексами, на нашу думку, є попереднє ознайомлення з основними принципами і засадами його розробки і створення та принципом дії, роботи безпосередньо під час лекцій, коли викладач з'ясовує усі питання та проблеми у зв'язку з використанням ЦВК. Під час такого ознайомлення з цифровим обладнанням студенти можуть по-перше, попередньо візуально сприйняти його, а по-друге безпосередньо переконатися в результативності та ефективності, швидкого одержання необхідних результатів під час роботи із конкретним цифровим вимірювальним комплексом та виявити його можливі недоліки.

Оскільки вивчення фізики починається з розділу «Механіка», то демонстрації з даного розділу, які проводяться для студентів є першими, з якими вони ознайомлюються. Відповідно використання сучасних цифрових вимірювальних комплексів на початковому етапі вивчення фізики є вельми доцільним. цифровий вимірювальний лекційна демонстрація

Ефективним вирішенням цієї проблеми може слугувати використання сучасного цифрового обладнання, створеного компанією Vernier, апаратного і програмного забезпечення LabQuest2. Аналого цифровий перетворювач з дисплеєм (LabQuest2) дозволяє обробляти та аналізувати результати дослідження під час проведення та інтегрування з ПК або без під'єднання до нього, або збереження інформації в пам'яті пристрою для проведення подальшої аналітичної та графічної обробки одержаних результатів [2].

Тому ефективним, на нашу думку, є система Dynamics CartandTrackSystem(DTS динамічна система) виготовлена компанією Vernier. Вона складається із таких елементів (рис.1): 1-з направляючої (рампи) довжиною 1,2 м зі шкалою; 2- двох демонстраційних візочків, в яких поверхня оснащена місцем для фіксації різноманітних датчиків та пристрої стеження за рухом [3].

Передбачено, щовізкимають (рис. 2) : 1- кнопку запуску, яка дозволяєстворюватирізнітипизіткнень, 2- відділи для магнітів, 3- чотиривідділи для додатковогонавантаженнятягарцями

Рис. 2. Елементидемостраційноговізка

Рис З.Схема установки з показами прискорення по трьом осям у графічномувигляді та у вигляді величин

Таким чином за допомогою Dynamics CartandTrackSystem(DTS динамічної системи) можна виконати такі демонстрації

1. Дослідження рівномірного руху;

2. Дослідження рівноприскореного понахиленій рампі

3. Дослідження пружного зіткнення двох візків.

4. Дослідження непружного удару двох візків з використанням магнітних бамперів.

5. Дослідження закону збереження імпульсу для пружного та пружного зіткнення

6. Дослідження тертя ковзання

7. Дослідження залежностей руху тіл від ваги

8. Дослідження другого закону Ньютона Закон Гука

На неї легко монтується детектор руху, датчик Dual-Range Force, безпровідний Dynamics SystemSensor, фото-ворота і акселерометр для вивчення другого закону

Ньютона, імпульсу та багато іншого.

Зібравши демонстраційну установку Dynamics CartandTrackSystem(рис 3.) з двох візків, що знаходяться на направляючій, акселерометра, який закріплений на одному з візків та під'єднаний до аналого цифрового перетворювача можна спостерігати за зміною прискорення по трьом осям у вигляді графіка або у вигляді величин. На основі отриманих даних провести необхідні розрахунки

Висновки та перспективи подальших розвідок напряму

Порівнюючи виконання досліджень з сучасними цифровими лабораторіями та з традиційним обладнанням, можна прийти до висновку, що цифрові лабораторії дозволяють значно скоротити час на організацію та проведення робіт, покращують точність і наочність експериментів, а також надають більше можливостей, щодо обробки та аналізу отриманих результатів.

Демонстраційні та лабораторні дослідження можна включати під час лекцій, практичних занять для студентів та під час занять гуртка, при організації різноманітних експериментальних досліджень та гуртковій роботі. Отже вважаємо перспективним розгляд можливості та ефективності застосування сучасних вимірювальних комплексів під час різних видів навчальної діяльності студентів.

СПИСОК ДЖЕРЕЛ

1. Національна стратегія розвитку освіти в Україні на 2012-2021 роки. 37 с. URL: http://www.meduniv.lviv.ua/files/info/nats_strategia

2. Керівництво з експлуатації LabQuest2. URL:https://b-pro.com.ua/assets/files/ labquest2_user_manual_ukr.pdf

3. Система візка та доріжки Vernier Dynamics. URL:https://b-pro.com.ua >assets>files>dtsuk(1)

REFERENCES

1. Natsional'nastratehiyarozvytkuosvity v Ukrayinina 2012-2021 roky. [NationalstrategyforthedevelopmentofeducationinUkrainefor 2012. - 2021 years]. Kyiv.

2. Kerivnytstvo z ekspluatatsiyiLabQuest. [LabchuestOperationManual].

3. SystemavizkatadorizhkyVernier Dynamics. [TrolleyandtracksystemVernier Actions-namits].

Размещено на Allbest.ru