ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
КАК ИСТОЧНИК ПОЗНАНИЯ И РАЗВИТИЯ
, ,
Образовательные реформы настоящего времени ориентируют студентов на новый стиль и нацелены на развитие умений и навыков для дальнейшего обучения в течение всей жизни. Исследования в области физического образования являются частью усилий по улучшению фундаментального естественнонаучного образования и инициированы растущей очевидностью того, что традиционные методы оказываются все более неэффективными. Исследователи многих стран с тревогой отмечают, что физика перестала быть привлекательной для талантливых молодых людей, а для обычных студентов и школьник4ов кажется такой же абстрактной и бесполезной, как латынь. Молодые люди очень интересуются новыми технологиями, но лежащая в их основе наука им совершенно безразлична.
Неоспоримым является тот факт, что лидирующее место в изучении физики принадлежит эксперименту. Лабораторный практикум дает студенту непосредственный опыт в изучении физических явлений, направлен на то, чтобы студент сконструировал свое собственное понимание физических идей. Предполагается, что студент в конечном итоге должен прийти к пониманию природы измерений и экспериментальной деятельности, но последние исследования ставят эти предположения под сомнение. С одной стороны, физпрактикум благополучно могут завершить студенты, которые мало понимают, что они делали. С другой стороны, те студенты, которые успешно завершают лабораторный практикум, зачастую способны продемонстрировать мастерство механической деятельности по вычислению среднего значения и стандартного отклонения, построения экспериментальных кривых, но не обнаруживают понимания основных концепций.
Наметилась тенденция к тому, чтобы компенсировать дефицит знаний, которыми должны обладать студенты после изучения школьного курса, путем создания максимально подробных инструкций. Методические указания по выполнению лабораторных работ напоминают скорее кулинарную книгу со множеством готовых рецептов. В силу разных причин совершенно естественным представляется желание преподавателей максимально продлить срок службы лабораторных стендов, и при модернизации лабораторных работ одним из важных факторов становится соответствие условию «противовандальности». В таких лабораторных работах участие студентов в эксперименте сводится к тому, чтобы щелкать тумблерами. Дидактическая ценность такого рода работ весьма спорна, и именно такие работы лучше заменять виртуальными аналогами – и дешевле, и долговечнее, и при переносе в цифровой формат нет никаких потерь для достижения целей обучения.
Весьма актуальным представляется превращение лаборатории с готовыми рецептами в исследовательские лаборатории, при этом стратегия преподавания должна копировать научный метод познания, предложенный еще Галилеем: наблюдение – выдвижение гипотезы – экспериментальная проверка. Обучение при этом должно быть основано на наблюдениях явлений реального мира, с процессом сбора данных и их интерпретаций, поиском релевантной информации, ее классификацией и накоплением. Экспериментальная деятельность должна стать хорошо интегрированной частью процесса обучения, и студенты должны участвовать в проведении эксперимента не как простые исполнители, а участвовать на стадиях его планирования и разработки.
