Вниз

11 Март 2011

Лабораторный практикум по методике преподавания «Естествознания»

Е.Б. Петрова

 Московский педагогический государственный университет, доцент кафедры физики для естественных факультетов

 В настоящее время в некоторых учебных заведениях уже ведется преподавание дисциплины «Естествознание». Однако «Естествознание» − это дисциплина экспериментальная, поэтому предполагает сопровождение лабораторным практикумом. Выбор тематики практикума по естествознанию должен быть обусловлен наиболее общими задачами, которые ставятся перед современной наукой. Перечислим их.

Прежде всего, растет необходимость в реальном времени отслеживать характеристики состояния окружающей среды, которое вызвано возрастающими связями загрязнения окружающей среды с нашим здоровьем и безопасностью. Следовательно, необходимо создание простых устройств для проверки загрязненности природных вод тяжелыми металлами или для обнаружения бактерий в питьевой воде, в бассейнах или на пляжах и т.п. Качество и простота таких устройств определяются возможностями химии, физики и электроники, а также современными технологиями их производства.

Другой не менее важной задачей является «мониторинг» состояния организма человека. В связи с этим возникла потребность в создании миниатюрных самодиагностирующих устройств, представляющих собой набор разнообразными физических, химических и биологических сенсоров, позволяющих оперативно получать информацию о состоянии собственного здоровья.

При более глубоком изучении окружающего нас мира уже недостаточно качественных наблюдений, а требуются точные сведения о физических величинах, характеризующих исследуемые объекты, перечисленные выше.

Следствием столь насущной потребности в мониторинге всего, что нас окружает, является то внимание, которое в настоящее время уделяется разработке сенсоров широкого спектра действия. Они стали основой проведения любых измерений, так как дополняют и расширяют возможности чувств и ощущений человека. Однако датчики, как правило, являются частью измерительных систем, называемых сенсорными.

Разработка сенсоров является результатом совместных усилий химиков, биологов, физиков и инженеров-электронщиков и представляет собой междисциплинарную область, а возможности всех этих воспринимающих устройств определяются в первую очередь уровнем развития фундаментальной науки.

Использование сенсорных систем для осуществления измерений является той общей почвой, которая объединяет в настоящее время специалистов всех естественных наук.

В школьном образовании эта тенденция также нашла отражение, в результате чего в оснащении школ появились различные цифровые лаборатории.

Таким образом, в основу лабораторного практикума по методике преподавания «Естествознания» должно быть положено то, что является общим в естественнонаучном эксперименте: инструментарий, общее в структуре сенсорных систем, методы проведения измерений и обработки результатов.

В рамках практикума должны быть изучены физические, химические и биологические основы создания датчиков и сенсорных систем, особенности их использования для проведения измерений характеристик различных объектов. Студентам необходимо дать представление о том, в чем датчики дополняют и расширяют возможности чувств и ощущений человека. Показать, что сенсорные системы позволяют существенно расширить возможности экспериментирования, продемонстрировать возможность формирования новой среды, сочетающей несколько пространств: образовательное, информационное и экспериментальное.

Фактически лабораторные работы практикума должны стать примером комплексного исследования различных объектов, в результате которого происходит обмен не только техническими достижениями, методическими подходами, приемами естественных наук, но также их принципами и общими идеями.

Лабораторные работы практикума должны стать образцом исследования, в процессе которого раскрываются основные стороны явления и их наиболее существенные связи.

Еще из рубрики Научные статьи

Обсуждение закрыто.