Учебное оборудование по физике для малокомплектных школ.

Экспериментальный характер физической науки определяет ведущую роль учебного физического эксперимента как метода обучения. Поэтому работа по совершенствованию общего оборудования и комплектов приборов для проведения всех видов учебного физического эксперимента (демонстрационного и самостоятельного ученического) является одним из наиболее важных направлений модернизации школьного физического образования.
В настоящее время разработаны требования к учебному и учебно-наглядному оборудованию для кабинета физики полнокомплектных школ и для сельских школ, расположенных в труднодоступных и отдаленных районах. Эти требования поддерживают задачи компьютеризации школьного физического образования, на должном уровне решают проблемы устаревшего оборудования, учитывают введение Стандарта общего физического образования и современные тенденции развития школьного физического эксперимента. В целом эти требования отражают цели и задачи, содержание и структуру, а также систему методов, форм и средств обучения физике в современной школе.
Обучение физике в малокомплектных или сельских школах, расположенных в труднодоступных и отдаленных районах, обладает спецификой, связанной не только с малой наполняемостью классов, но во многом и с особенностями мотивационной сферы учащихся. В таких школах часто учатся дети с пониженной учебной мотивацией, с несформировавшимися профессиональными намерениями, предпочитающие практические виды деятельности теоретическому изучению материала. В то же время целый ряд учащихся малокомплектных школ мотивированы на учебу, обладают прекрасными способностями и даже одарены в определенной области, в частности, в области физики. Малочисленный класс с противоположными, полярными, противоречащими друг другу особенностями мотивационной сферы – одна из отличительных черт таких школ, требующих особых методических подходов, в том числе в применении учебного физического эксперимента.
В условиях малокомплектной школы несколько снижается роль демонстрационного физического эксперимента, проводимого учителем, и особую роль здесь призван сыграть самостоятельный учебный физический эксперимент, обладающий значительным мотивационным и развивающим потенциалом.
В ряде случаев в малокомплектной школе может вообще не быть кабинета физики, и если он есть, могут появиться трудности с его оборудованием, вплоть до отсутствия электропитания, затемнения и пр. Может существовать единый кабинет для проведения уроков по всем естественным предметам (физике, химии, биологии). Это создает особые условия, предъявляемые к учебному оборудованию по физике. Оно, с одной стороны, должно обеспечивать проведение эксперимента в условиях, отличных от стандартного кабинета физики, и, с другой стороны, учитывать интегративные тенденции в естественнонаучной образовательной области.
Комплекты учебного оборудования для самостоятельного учебного эксперимента по физике, разработанные Координационно-аналитическим центром по научно-техническим программам (Центр МНТП), учитывают потребности малокомплектной школы. Это комплекты по механике, молекулярной физике, электродинамике, оптике и квантовым явлениям, позволяющие проводить более 120 опытов и лабораторных работ, а также самостоятельно конструировать учебные экспериментальные установки.
Перечень экспериментов, которые могут быть проведены с применением данных комплектов, полностью соответствует содержательному и процессуальному компонентам Стандарта основного общего образования по физике и среднего (полного) образования по физике (на базовом и профильном уровнях).
Созданные комплекты оборудования отличают целый ряд технических и методических «находок». Так, несмотря на то, что комплект электропитания входит в перечень поставляемого оборудования, конструкция лабораторных наборов позволяет выполнить многие работы и в случаях перебоев с подачей электроэнергии.
Например, в наборе по механике вместо электронного секундомера используется механический. Казалось бы, при этом снижается точность измерения времени. Но это не так. Относительную погрешность измерения можно снизить либо за счет уменьшения абсолютной погрешности измерений (что обеспечивает электронный секундомер), либо за счет увеличения времени движения объекта наблюдения, как это делается в наборе по механике МНТП. С методической точки зрения последний подход предпочтительнее, так как позволяет визуально отследить изменение скорости движения.
Набор по оптике имеет пенал, корпус которого может использоваться для локального затемнения зоны, где наблюдается явление (например, получение дисперсионного спектра белого света). Набор по молекулярной физике обеспечивает проведение опытов, которые ранее фронтально не проводились. Например, с набором МНТП можно экспериментально проверить уравнение состояния идеального газа, измерить температуру кристаллизации вещества, исследовать свойства переохлажденной жидкости. Набор по электродинамике ориентирован на работу с электрощитом, который тоже поставляется в кабинет физики. Однако при необходимости работу многих экспериментальных установок можно обеспечить с использованием батареек. В наборе по квантовым явлениям впервые во фронтальном эксперименте обеспечивается возможность наблюдать линейчатые спектры, измерять радиационный фон местности.
Обсуждаемый комплект оборудования позволяет осуществлять компьютеризованный физический эксперимент. Характеристики элементов наборов хорошо согласуются с параметрами датчиков физических величин, которые появляются в последнее время на российском рынке учебного оборудования в составе компьютерных измерительных систем. При получении школами такого оборудования все наборы МНТП могут быть использованы в работе с ним.
В целом, наборы оборудования, предлагаемые к поставкам в малокомплектные школы, отличаются удобством, простотой, надежностью, безопасностью в работе и экологичностью материалов при адекватности дидактических целей, которые могут быть достигнуты с их применением.
Данные комплекты могут с успехом применяться во внеурочной деятельности (на занятиях кружка, при выполнении учащимися проектной и исследовательской работы), а также при дистанционном обучении.

Профессор кафедры теории и методики обучения физике Московского педагогического государственного университета,
д.п.н. Н.В. Шаронова.

Доцент кафедры теории и методики обучения физике Московского педагогического государственного университета, к.п.н. Степанов С.В.

Журнал о развитии России «Национальные проекты» № 3 (2008 год).