Цюпа А.М., Матвійчук О.В.

Національний технічний університет України "КПІ"

Методичне забезпечення лабораторного практикуму з фізики для іноземних студентів

Національний технічний університет України "КПІ" займається навчанням іноземних громадян з Близького Сходу, Африки і Азії. Іноземні громадяни, які бажають отримати вищу освіту в НТУУ "КПІ", проходять довузівську підготовку на підготовчому відділені де базовими дисциплінами є фізика, хімія і математика. Більшість випускників підготовчого відділення вступають в НТУУ "КПІ" на технічні спеціальності. Тому перед викладачами підготовчого відділення стоїть важлива задача – удосконалення методик і методичних засобі навчання фундаментальним дисциплінам, зокрема фізики.

При вивченні фізики у слухачів формуються і розвиваються технічні знання і вміння, серед яких важливу роль посідають уміння проводити експериментальні дослідження і виконувати обробку отриманих результатів. Ці навички слухачі повинні отримати виконуючи лабораторні роботи.

Проте, як показує досвід викладання на Підготовчому відділені для іноземних громадян Центру міжнародної освіти НТУУ "КПІ", у багатьох слухачів виникає низка проблем, які пов'язані з відсутність навичок проводити вимірювання, поганим розумінням логіки експерименту, неповнотою знань про опрацювання даних вимірювань, зокрема з обчисленням похибок в експериментальних дослідженнях. Також гостро відчувається не сформованість у слухачів здатності до самостійної пізнавальної діяльності. В результаті цього в них виникають труднощі при підготовці і виконанні лабораторних робіт на підготовчому відділенні вищого технічного навчального закладу.

Для вирішення вище зазначених проблем у слухачів при проведенні лабораторного практикуму, ми повинні добре розуміти і знати педагогічні цілі лабораторного заняття. До цілей лабораторних робіт можна віднести такі:

- лабораторні роботи повинні проілюструвати основні теоретичні положення, а також забезпечити поглиблене засвоєння слухачами окремих розділів курсу фізики;

- лабораторні роботи повинні ознайомити слухачів з роботою вимірювальних приладів, забезпечити їм знання про функціонування окремих елементів лабораторних установок і апаратури в цілому.

- лабораторні роботи повинні навчити слухачів планувати експеримент, враховуючи можливі похибки, а також оформлювати результати експерименту, виконувати аналіз результатів і робити висновки.

При виконанні лабораторних робіт у слухачів повинні сформуватися вміння, як: 1) оформлювати протокол лабораторної роботи; 2) аналізувати теоретичні залежності, які перевіряються експериментально; 3) виконувати прямі вимірювання; 4) правильно заносити результати експерименту до таблиць; 5) виконувати обробку результатів експерименту; 6) будувати графіки та користуватися ними для отримання результату; 7) робити висновки про співпадання результатів з тими, що зазначаються в теорії.

З’ясувавши цілі лабораторних робіт та вміння, котрі повинні сформуватися у слухачів, які будуть вступати до вищого технічного навчального закладу, ми розробили і використовуємо на лабораторних заняттях на Підготовчому відділені для іноземних громадян Центру міжнародної освіти НТУУ «КПІ» посібник з лабораторного практикуму.

У розроблений нами навчальний посібник [3] ввійшли лабораторні роботи, що відповідають базовій навчальній програмі для іноземних громадян і охоплюють усі розділи курсу фізики [1].

Навчальний посібник містить опис 18-ти робіт лабораторного практикуму з фізики:

1 Визначення густини тіл правильної геометричної форми,

2 Визначення густини твердих тіл методом гідростатичного зважування,

3 Вивчення законів руху тіл на машині Атвуда,

4 Визначення жорсткості пружини,

5 Визначення коефіцієнта тертя ковзання,

6 Перевірка закону збереження імпульсу при пружному ударі двох куль,

7 Перевірка закону Бойля-Маріотта,

8 Визначення теплоємності твердих тіл,

9 Визначення питомого опору провідника,

10 Визначення ЕРС і внутрішнього опору джерела струму,

11 Визначення коефіцієнту корисної дії нагрівника,

12 Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника,

13 Визначення швидкості звукової хвилі в повітрі резонансним методом,

14 Визначення показника заломлення скла,

15 Визначення фокусної відстані лінзи,

16 Визначення довжини світлової хвилі за допомогою біпризми,

17 Вивчення дифракції Фраунгофера на дифракційній гратці,

18 Вивчення спектру атома водню.

Всі лабораторні установки виготовлені у рівненському приватному підприємстві “Науково-виробничий комплекс” (ПП НВК) “Учприлад”. При застосуванні установок цього виробника ми виходили з того, що навчання слухачів техніці експерименту можлива не тільки шляхом збільшення кількості нових приладів і обладнання, але і за рахунок використання більш досконалої апаратури та методики її застосування. Перевагою установок розроблених в НВК “Учприлад” є також можливість постановки експерименту з різним рівнем складності [2:128], оскільки дані установки можна використовувати, як при навчанні слухачів на підготовчому відділені при ВНЗ, так і при постановці лабораторного практикуму в ВНЗ.

В описах, які містяться в посібнику [3], повідомляється тільки той мінімум інформації, без якого є неможливе усвідомлення слухачами методики експерименту і свідоме виконання лабораторної роботи. При підготовці матеріалу посібника було враховано наш досвід викладання та проведені консультації з викладачами мовної підготовки Підготовчого відділення для іноземних громадян Центру міжнародної освіти НТУУ “КПІ”, оскільки необхідно враховувати специфіку мовної підготовки іноземних слухачів. Поглиблене вивчення теорії фізичних явищ, що досліджуються в роботах, можливе тільки при систематичній роботі слухачів на заняттях, їх самостійній роботі з конспектами лекцій та рекомендованими посібниками. Контрольні запитання, що наведені в кінці кожної роботи, полегшують підготовку до захисту цієї роботи. В кінці посібника подано список літератури, яка рекомендована для самостійної підготовки до виконання лабораторних робіт. Навчальний посібник містить також теоретичні відомості з обробки результатів фізичного експерименту для прямих і непрямих вимірювань. Ця інформація допомагає слухачам набути навичок обробки результатів фізичного експерименту, які є необхідними для виконання підрахунків лабораторних робіт з фізики у ВНЗ.

Впровадження навчального посібника "Методичні вказівки до лабораторних робіт з фізики для слухачів підготовчих відділень з числа іноземних громадян" у навчальний процес підготовчого відділення дозволило з одного боку, закріпити їх мовну підготовку, а з іншого, набути необхідних вмінь проводити експериментальні дослідження у фізичній лабораторії, що у майбутньому допоможе слухачам швидше адаптуватися до умов навчання у технічному університеті.

Література

1. Навчальні програми (довузівська підготовка іноземних громадян), - К.: “Політехніка”, 2005, – ч2, с. 5 – 23.

2. Степко М.Ф., Цюпа А.М. Досвід експлуатації типового комплекту лабораторних установок в учбовій лабораторії механіки та молекулярної фізики КПІ // Матеріали міжнародної науково-методичної конференції “Інженерна освіта на межі тисячоліть: минуле, сучасне, майбутнє”: Тези доповідей – К.:, НТУУ “КПІ”, 1998 – С. 128.

3. Цюпа А. М., Матвийчук А. В. Методические указания к лабораторным работам по физике для слушателей подготовительных отделений из числа иностранных граждан / К.: НТУУ “КПИ”, 2004. – 70 с.