ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ЗАДАЧІ З ФІЗИКИ В ТЕХНІЧНОМУ УНІВЕРСИТЕТІ
DOI:
https://doi.org/10.31110/2413-1571-2023-038-3-007Ключові слова:
експериментальні задачі, домашній експеримент, саморобне експериментальне обладнання, смартфонАнотація
Формулювання проблеми. Підготовка інженерів у технічному університеті має на увазі не тільки оволодіння студентами теоретичними знаннями, але й набуття умінь їх практичного застосування, оскільки здатність і готовність інженера при необхідності, вирішувати проблеми дослідницького характеру, є однією з вимог, яка висувається до кваліфікації фахівця в документах Міжнародного інженерного альянсу та Європейської федерації інженерних асоціацій. Значні можливості для цього, особливо в умовах дистанційного навчання, мають експериментальні задачі, які можна пропонувати студентам для самостійного розв’язування у домашніх умовах з використанням доступних засобів.
Матеріали і методи. Дослідження ґрунтується на аналізі програм курсу фізики для підготовки бакалаврів інженерних спеціальностей, огляді літературних джерел, присвячених темі дослідження та задач із традиційних збірників, які можуть бути переформульовані на експериментальні. Дані, необхідні для їх розв’язування, повинні бути знайдені з експерименту, який в умовах дистанційного навчання студенти проводять вдома. Необхідне для цього обладнання повинно бути доступним, або ж його можна легко виготовити, а також застосувати вільно поширювані програмні продукти для комп’ютера та смартфона.
Результати. Аналіз навчальних програм та огляд літературних джерел дозволив відібрати з розділів «Механіка», «Молекулярна фізика», «Електричний струм», «Механічні коливання» стандартних збірників задачі, які можна використовувати як експериментальні і які студенти мають можливість розв’язувати вдома. Спроможність поставити необхідний експеримент, до певної міри, можна вважати мистецтвом, яким володіють далеко не всі студенти. Це зумовлює необхідність складання вказівок до постановки досліду, зв’язаного з умовою експериментальної задачі.
Висновки. На прикладах експериментальних задач показана можливість їх застосування при дистанційному навчанні, що дозволяє розвивати експериментаторські уміння студентів та застосовувати теоретичні знання для розв’язування практичних завдань.
Завантажити
Посилання
Arnold, J. C., Kremer, K, & Mayer J. (2014). Understanding Students' Experiments—What kind of support do they need in inquiry tasks?, International Journal of Science Education, 36:16, 2719-2749, https://doi.org/10.1080/09500693.2014.930209
Atamanchuk, P. S., Bilyk, R. N., Menderetsky, V. V., & Panchuk, O. P. (2019). Development of experimeental competence student in higher education staff. Pedagogical sciencees "colloquim-journal", 3(27), 38-41.
Bitzenbauer, P., & Meyn, J.-P. (2021). Fostering experimental competences of prospective physics teachers. Physics Education, 56 (4), 045020, https://doi.org/10.1088/1361-6552/abfd3f
Brown, D., & Cox, A. J., (2009). Innovative Uses of Video Analysis. The Physics Teacher, 47(3), 145–150. https://doi.org/10.1119/1.3081296.
Chernetckiy, I, Slipukhina, I., Mieniailov, S., & Kurylenko, N., (2022). Distance education methods: video analysis in teaching physics. ITLT, 92(6), 21–34. DOI:https://doi.org/10.33407/itlt.v92i6.5086
Delabre, U., (2020). Experiments at Home. https://smartphonique.fr/?p=235.
Eadkhong, T., Sirisathitkul, C., & Danworaphong, S. (2022). Video analysis of one-dimensional motion and collision for distance learning laboratory. Physics Education, 57(5), 055006. URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6552/ac72e4
Kuhn J., & Vogt P. (2012). Analyzing spring pendulum phenomena with a smart-phone acceleration sensor. The Physics Teacher 50, 504–505. https://doi.org/10.1119/1.4758162
Kuhn, J., Vogt, P., (2022) . Smartphones as Mobile Minilabs in Physics. Springer Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-94044-7.
Kurbanbekov, B. A., Turmambekov, T. A., Baizak, U. A., Saidakhmetov, P. A., Abdraimov, R. T., Bekayeva, A. E., & Orazbayeva, K. O. (2016). Students' Experimental Research Competences in the Study of Physics. International Journal of Environmental and Science Education, 11(18), 13069-13078. https://eric.ed.gov/?id=EJ1137374
Park, J., Kim, H., Kim, M., Lee, G., & Hong, H., (2022). Discussions on Teaching Methods for Online Physics Experiments. New Physics: Sae Mulli, 72 (7), 525-536. https://doi.org/10.3938/NPSM.72.525
Slipukhina, І., Chernetckiy, I., Kurylenko, N., Mieniailov, S., & Podlasov S., (2020). Applied aspects of instrumental digital didactics: M-learning with the use of smartphone sensors. CEUR Workshop Proceedings, 2740, 173-187.
University of Wisconsin – Madison. Physics Experiments That You Can Do at Home. http://www.scifun.org/homeexpts/homeexperiments.pdf.
Buhaev, A. I., (1981). Metodyka prepodavanyia fyzyky v srednei shkole: Teoret. osnovy. [Methods of teaching physics in high school: Theoret. basics] Prosveshchenye. (in Russian).
Halatiuk, T., & Halatiuk, M., (2019). Realizatsiia eksperymentalnoho metodu piznannia u vyvchenni pryrodnychykh predmetiv [Implementation of the experiential method of cognition in the study of natural subjects]. Fundamentalni ta prykladni doslidzhennia: suchasni naukovo-praktychni rishennia i pidkhody. Mizhdystsyplinarni perspektyvy [Fundamental and applied research: modern scientific and practical solutions and approaches. Interdisciplinary perspectives]. (92-94). Posvit. https://dspace.uzhnu.edu.ua/jspui/bitstream/lib/24721/1/%D0%9C%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80i%D0%B0%D0%BB%D0%B8_27.06.2019-.pdf#page=93 (in Ukrainian).
Harkusha, I. P., Horbachuk, I. T., & Kurinnyi V. P., (2003). General course of physics: Collection. tasks [General course of physics: Problems Collection]. Tekhnika. (in Ukrainian).
Davydenko, A. A., (2004). Metodyka rozvytku tvorchykh zdibnostei uchniv u protsesi navchannia fizyky (teoretychni osnovy) [Methodology for the development of students' creative abilities in the process of learning physics (theoretical foundations)]. «Aspekt-Polihraf». (in Ukrainian).
Driapak, N. B., & Oliiarnyk, L. S., (2022). Zastosuvannia virtualnykh laboratorii z fizyky ta matematyky v umovakh dystantsiinoho navchannia [Application of virtual laboratories in physics and mathematics in the conditions of distance learning]. The 9th International scientific and practical conference “Modern research in world science” (November 28-30, 2022) SPC “Sci-conf.com.ua”, Lviv, Ukraine. 2022. 626-631. (in Ukrainian).
Ziber, V. A., (1926). Zhivie zadachi po fizike: Metodicheskie iskaniya [Living problems in physics: Methodical searches]. Obrazovanie. (in Russian).
Irodov, I. Ye., (1988). Problems in general physics [Zadachy po obshchei fyzyke]. Nauka. (in Russian).
Lanhe, V. N., (1985). Experimental physical tasks for ingenuity [Eksperimentalnie fizicheskie zadachi na smekalku]. Nauka. (in Russian).
Menderetskyi V. V., (2006). Navchalnyi eksperyment v systemi pidhotovky vchytelia fizyky [The initial experiment in the system of training teacher of physics]. Kamianets-Podil.derzh.un-t, red.-vyd.vid. [Kamianets-Podil State University, editorial and publishing department]. (in Ukrainian).
Moshkov, S. S., (1955). Eksperimentalnyie zadachi po fizike [Experimental problems in physics]. Uchpedgiz. (in Russian).
Miastkovska, M. O., & Pshembaiev, I. M., (2016). Vykorystannia PHET-symuliatsii dlia vykonannia domashnikh zavdan z molekuliarnoi fizyky [A library of PHET simulations for homework in molecular physics]. Zbirnyk naukovykh prats Kamianets-Podilskoho natsionalnoho universytetu imeni Ivana Ohiienka [Collection of scientific studies of Kam'yanets-Podilsky National University named after Ivan Ogienko] № 22. 204-207 DOI: https://doi.org/10.32626/2307-4507.2016-22.204-207. (in Ukrainian).
Podlasov, S., & Bryhinets, V., (2013). Elementy informatsiino-navchalnoho seredovyshcha dlia navchannia fizyky v tekhnichnomu universyteti [The Elements of the information-study environment for study f physics at a technical university]. Naukovi zapysky [Science notes]. 4(2). 181-185. (in Ukrainian).
Sadovyi, M., & Rudenko, Ye., (2015). Eksperymentalni zadachi z vykorystanniam novitnikh informatsiinykh tekhnolohii na suchasnomu urotsi fizyky [Experimental problems with new information technologies at the current level of physics]. Naukovi zapysky [Science notes], 8(1), 122-126. https://phm.cuspu.edu.ua/ojs/index.php/NZ-PMFMTO/article/view/241. (in Ukrainian).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Категорії
Як цитувати
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Сергій Подласов, Дмитро Свердліченко, Олексій Матвійчук
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
- Автори передають журналу право першої публікації свого рукопису на умовах ліцензії Creative Commons ("Із зазначенням авторства - Некомерційне використання - Поширення на тих же умовах") 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно використовувати (читати, копіювати і роздруковувати) представлені матеріали, здійснювати пошук та посилатись на опубліковані статті, поширювати їх повний текст з будь-якою законною некомерційною метою (у тому числі, з навчальною або науковою) та обов'язковим посиланням на авторів робіт і первинну публікацію у цьому журналі.
- Опубліковані оригінальні статті в подальшому не можуть використовуватись користувачами (окрім авторів) з комерційною метою або поширюватись сторонніми організаціями-посередниками на платній основі.
Creative Commons ("Із зазначенням авторства - Некомерційне використання - Поширення на тих же умовах") 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0)