Оборудование школьного физического кабинета

12. Какие устройства используются при электроснабжении рабочих мест учащихся?

13. Какие средства индивидуальной защиты и как используются при электромонтажных работах?

14. Каков минимально допустимый уровень освещенности рабочих мест учащихся?

15. Почему не рекомендуется устанавливать светильники без рассеивателей света?

16. Какие конструкции подвески штор используются для затемнения физических кабинетов?

17. Расскажите о подготовке кабинета к проведению учебного физического эксперимента.

Глава 4

Учебно-технический комплекс школьного кабинета физики

Учебно-технический комплекс кабинета физики имеет блочно-модульное построение, применение которого обеспечивает плавный переход от традиционных методов организации учебно-воспитательного процесса к применению самых современных технических средств организации учебной деятельности по физике в общеобразовательной школе.

Концептуально современную структуру учебно-технического комплекса по физике условно можно разбить на четыре составляющих крупных модуля:

1) технические средства обучения;

2) оборудование общего назначения;

3) оборудование демонстрационное;

4) оборудование лабораторное.

Модуль «Технические средства обучения» условно разбит на три блока: основной, укомплектованный современными техническими средствами обучения; традиционный, укомплектованный традиционными технические средства обучения; специальный, укомплектованный современными техническими средствами, выполняющими роль повышения научной организации педагогического труда учителя физики и его учеников.

Модуль «Оборудование общего назначения» состоит из трех блоков: общее оборудование, измерительные приборы, принадлежности для опытов.

Модуль «Оборудование демонстрационное» сформирован с учетом разделов курса физики и включает четыре блока: демонстрационное оборудование по механике, демонстрационное оборудование по молекулярной физике и термодинамике, демонстрационное оборудование по электродинамике, демонстрационное оборудование по оптике и квантовой физике.

Модуль «Оборудование лабораторное» классифицируется по видам лабораторного эксперимента и состоит из четырех блоков: оборудование для фронтальных работ; оборудование для кратковременных практических работ; оборудование для работ физического практикума; оборудование лабораторно-вспомогательное и материалы.

4.1. Технические средства обучения

Отличительной чертой нашей эпохи является увеличение степени опосредованности как деятельности с относительно простыми материальными объектами, так и деятельности со сложными информационными системами.

Не является исключением и педагогическая деятельность, предметом которой является такая сложная динамическая информационная система, как человек. Причем все возрастающую роль в этой деятельности играют технические средства обучения. Сокращенно – ТСО.

Остановимся на терминологическом аспекте понятия «технические средства обучения». Это необходимо сделать, чтобы избежать неоднозначности в определении ТСО. Число этих определений довольно велико, хотя большинство из них весьма сходны по своей основе.

Для того чтобы дать оценку этим определениям и обозначить свою точку зрения на содержание понятия «технические средства обучения», рассмотрим вначале, что понимается под средствами человеческой деятельности вообще.

В широком смысле под средствами деятельности понимается все то, что стоит между ее субъектом и желаемым продуктом. Иначе говоря, если тот или иной акт (предмет, явление) ведет к данной цели, он по отношению к ней выступает как средство.

В более узком смысле понятие «средство» означает «орудие деятельности». Технические средства обучения являются средствами педагогической деятельности именно в этом, узком, смысле. В педагогической литературе иногда используют термин «технические средства учебной деятельности» (ТСУД), которая разделяется на деятельность учения и деятельность обучения. Мы же будет придерживаться терминологии, где под обучением понимается совместная деятельность обучающего и обучаемого, и, соответственно, будем использовать термин «технические средства обучения» – «ТСО».

К техническим средствам обучения относят совокупность предметов и устройств, которые выполняют информационную, управляющую или тренирующую функции.

Несмотря на общность подходов к ограничению объема понятия «технические средства обучения», эти определения можно разделить на две группы.

К первой группе принадлежат определения, в которых к ТСО относят компьютеры, видеомагнитофоны, диапроекторы, графопроекторы и другую подобную аппаратуру.

Ко второй группе можно отнести определения, в которых под техническими средствами обучения понимают совокупность специфических учебных пособий (компьютерных программ, видеофильмов, диафильмов и т. п.) и соответствующей аппаратуры, с помощью которой воспроизводится заложенная в этих пособиях информация.

Такие определения следует считать обоснованными, так как ни названные носители учебной информации, ни соответствующая им аппаратура не используются друг без друга. Исключения составляют ситуации, когда, например, эта аппаратура является объектом изучения (при подготовке ремонтников видеоаппаратуры, операторов ЭВМ и т. п.).

Назначение специфических учебных пособий как элемента системы «ТСО» – фиксация и хранение учебной информации, представленной в недоступной (магнитная запись, оптическая запись и т. п.) или малодоступной (диапозитив, фолия и т. п.) для воспроизведения органами чувств форме. Назначение аппаратуры – преобразование этой информации в форму, доступную для восприятия.

Итак обобщим, ТСО – это «орудия» учебной деятельности. Их основные функции – представление информации, управление процессом учения и контроль за его ходом. От других средств обучения (учебно-наглядных пособий, вербальных средств обучения, лабораторного оборудования) они отличаются способом реализации этих функций: между процессом предъявления учебной информации и ее потреблением необходимо дополнительное звено – техническое устройство преобразования информации.

Возникновение и совершенствование технических средств обучения закономерно обусловлено развитием способов информационного обмена в обществе. В «дотехнологический» период подрастающему поколению передавали знания, не отделенные от обладающего ими субъекта. Создание знаковых систем и возникновение письменности привело к тому, что зафиксированные на материальном носителе знания превратились в информацию, которую можно передавать и хранить в виде сообщений. Этот этап можно считать революционным в развитии средств обучения.

В процессе развития информационного обмена как между современниками, так и между поколениями людей информационный поток увеличивался. Возникла объективная потребность в более емких носителях информации и новых способах ее передачи. Это привело к изменению формы составляющих информационный поток элементов (сообщения стали передаваться закодированными), изменению материала носителей информации, применению кодирующих и декодирующих устройств. Появились механический, оптический и магнитный способы записи звука, способы создания на экране неподвижных и движущихся световых изображений проецируемых объектов, позднее телевидение и видеозапись. По мере развития этих способов передачи информации и соответствующих им средств они стали все более широко использоваться в обучении. На протяжении последних десятилетий именно радио, телевидение, звукои видеозапись относили к современным техническим средствам обучения.

И сегодня в мировой педагогике значительное место продолжает отводиться развитию этих технических средств обучения и максимальному использованию их образовательных возможностей. Однако в настоящее время в учебный процесс внедряются принципиально новые технические средства обучения – компьютеры. Их широкое распространение обусловлено, с одной стороны, непрерывным многократным возрастанием информационного объема в обществе, с другой – возникновением новых способов записи, хранения, преобразования и представления информации.

Современный этап выделяют как переход от традиционных средств информации к средствам новой информационной технологии обучения и один из путей повышения эффективности обучения в широком использовании этих средств. И если возникновение письменности считается революцией в развитии средств обучения, современный этап можно по праву назвать революционным в развитии технических средств обучения.

Но о каких бы ТСО ни шла речь – традиционных или новейших – главной, определяющей их функцией является информационная, в соответствии с особенностями, спецификой, принципами и требованиями процесса обучения.

Технические средства обучения применяются тогда, когда, например:

• органы чувств человека не способны воспринять тот или иной тип сигнала;

• для передачи учебной информации с помощью традиционных способов (речь, ознакомление с натуральными объектами) требуется слишком много времени;

• непосредственно наблюдаемые признаки изучаемого объекта или процесса не отражают его сущности, и поэтому требуется исследование недоступных для непосредственного наблюдения характеристик изучаемых объектов;

• непосредственное наблюдение объекта или процесса вообще невозможно или затруднено и в других подобных ситуациях.

Во всех этих случаях первичную информацию заносят на специальные промежуточные носители. Этот процесс осуществляется с помощью технических устройств, преобразующих информационные сообщения одного типа в сообщения другого типа, – кодирующих устройств. То есть информация на промежуточных носителях содержится в закодированном виде. Носители информации являются долговечными и могут использоваться многократно в течение многих лет.

Воспроизведение информации осуществляется путем декодирования, в результате чего она приобретает форму звуковых, световых или иных сообщений, доступных для восприятия органами чувств обучающихся.

Иными словами, технические средства обучения, представляющие собой совокупность специальных носителей информации и декодирующих устройств, способствуют расширению возможностей учителя как источника информации, передающейся по каналам прямой связи, и ученика как приемника информации, передающейся по каналам обратной связи.

В восприятии учебной информации участвуют различные органы чувств (рецепторы) учащихся: слух, зрение, осязание, обоняние и др. Наиболее активно в обучении задействованы слуховые и зрительные анализаторы. Соответствующие способы предъявления информации называют: слуховой (аудитивный), зрительный (визуальный), звукозрительный (аудиовизуальный). И соответственно все наиболее распространенные ТСО по способу предъявления информации можно разделить на три класса: визуальные, аудитивные и аудиовизуальные ТСО.

Остановимся более подробно на психолого-педагогических возможностях технических средств обучения кабинета физики.

В учебно-воспитательном процессе ТСО кабинета физики помогают создавать условия, необходимые для «живого созерцания». Отображая действительность, они позволяют оперировать непосредственно фактами природы, жизни, науки. Собранные в учебный фильм (учебную компьютерную презентацию, серию слайд-кадров) отдельные фрагменты составляют образную модель, дающую определенное представление об оригинале. Чувственный образ, утверждает психология, лишь в известных рамках связан с объектом, который он отражает. Это именно сходство, а не тождество. Образная модель (компьютерная модель, фильм, презентация) выступает как известное выделение деталей, необходимых в учебно-познавательных целях. Под образной моделью объекта понимают мысленно представляемую или материально реализованную систему, способную замещать объект так, что ее изучение дает новую информацию об этом объекте. Используя звукозрительную модель, выделяют те стороны объекта, изучение которых поможет сделать вывод о сущности объекта. Модель не содержит полноценного знания об объекте, а является лишь источником, дающим материал для мышления и воображения. Отбор, выделение наиболее значимого, важного осуществляют разработчики модели. Создавая зрительно-звуковой образ, они ищут средства для отражения этого главного, существенного в объекте и обеспечивают «мостик» для перехода от чувственного образа к логическому мышлению, так как на основе полученных через модель знаний о структуре объекта крайне важно сформулировать понятия и теоретические выводы.

Чем отличаются модели ТСО от традиционных моделей – муляжей, схем, рисунков и т. п.

Во-первых, динамичностью, присущей не только для компьютерных моделей, видео- и кинофильмов, но и для диафильмов, и для серии диапозативов или транспарантов. Основа этой динамичности не только в движении объекта на экране, но и в монтаже, обеспечивающем возможность выделения сущности, наиболее важного, главного в объекте или физическом явлении. Это достигается с помощью монтажа, возможности которого не ограничены. Он позволяет проникнуть в самые глубинные явления, постичь сущность реальной действительности. С его помощью можно показать образование кристаллов, рост и деление клетки, «побывать» на невидимой стороне Луны и сделаться свидетелем событий, происходивших сотни лет назад. Но монтаж не только показывает причинную последовательность события, но и несет определенную идею, мысль, причем раскрывает эту идею в движении, в становлении. В условиях учебного процесса монтаж – это инструмент, средство формирования мысли обучаемого.