МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ...

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИБердянський державний педагогічний університет

Теорія та практика навчання фізико-математичних та

технологічних дисциплін

№ 1, 2

Бердянськ2012

Теорія та практика навчання фізико-математичних та технологічних дисциплін

УДК 378.147:[51+53+62](045)ББК 74.58

РЕЦЕНЗЕНТИ:Іваницький Олександр Іванович – д.пед.н., проф., зав. каф. фізики й

методики викладання фізики ЗНУ;Сиротюк Володимир Дмитрович – д.пед.н., проф., зав. каф. теорії і

методики навчання фізики та астрономії НПУ імені М. П. Драгоманова

Друкується за рішенням вченої ради Бердянського державного педагогічного університету. Протокол № 7 від 11.12.2012 р.

РЕДАКЦІЙНА КОЛЕГІЯ:Сосницька Наталя Леонідівна – д.пед.н., проф., зав. каф. методики

викладання фізико-математичних та інформаційних технологій у навчанні Бердянського державного педагогічного університету (головний редактор); Богданов Ігор Тимофійович – д.пед.н., проф., проректор з наукової роботи Бердянського державного педагогічного університету; Коваль Людмила Вікторівна – д.пед.н., проф., зав. каф. початкової освіти, директор Інституту психолого-педагогічної освіти та мистецтв Бердянського державного педагогічного університету; Гусєв Віктор Іванович – д.пед.н., проф., зав. каф. професійної педагогіки та методики професійного навчання Бердянського державного педагогічного університету; Кідалов Валерій Віталійович д.ф.-м.н., проф., зав. каф. фізики Бердянського державного педагогічного університету; Лазарєв Микола Іванович – д.пед.н., проф., зав. каф. креативної педагогіки та інтелектуальної власності, проректор з наукової роботи Української інженерно-педагогічної академії (м. Харків); Корець Микола Савич – д.пед.н., проф., зав. кафедри загально-технічних дисциплін, директор Інституту гуманітарно-технічної освіти Національного педагогічного університету імені М. П. Драгоманова; Стешенко Володимир Васильович – д.пед.н., проф., зав. каф. педагогіки і методики технологічної підготовки Слов’янського державного педагогічного університету; Малихін Андрій Олександрович – к.пед.н., доц., директор Інституту фізико-математичної та технологічної освіти Бердянського державного педагогічного університету.

ТТ 33

Теорія та практика навчання фізико-математичних та технологічних дисциплін : збірник наукових праць. – Бердянськ : БДПУ, 2012. – № 1, 2. – 120 с.

У збірнику друкуються результати педагогічних досліджень науковців Бердянського державного педагогічного університету та інших вищих навчальних закладів України з теорії та методики навчання фізико-математичних та технологічних дисциплін. Збірник розраховано на науковців, педагогів, працівників освіти, студентів.

УДК 378.147:[51+53+62](045)ББК 74.58

© Бердянський державнийпедагогічний університет

2

Б е р д я н с ь к и й д е р ж а в н и й п е д а г о г і ч н и й у н і в е р с и т е т

ЗМІСТ

Ачкан В. В., Корзун Ю.О., Семенова К. І. Засоби формування дослідницької та конструктивно-графічної математичних компетентностей студентів-фізиків у процесі вивчення елементарної математики……………………………………………. 4Бардус І. О. Комплекс професійно спрямованих завдань із загальної фізики як засіб підвищення фахової спрямованості навчання…………………………………………………………………. 12Білошапка В. Я., Солодар В. Р., Колодка В. В., Семенова К. С. Дислокаційне внутрішнє тертя в надпровідниках ІІ роду…………… 17Вагіна Н. С., Коваленко В. М. Формування дослідницьких компетентностей студентів педагогічного університету засобами прикладних математичних дисциплін………………………………… 25Вертипорох Д. Я. Інформатизація професійної діяльності вчителя технологій……………………………………………………… 32Волошина А. К. Мультимедійні технології навчання фізики……… 37Кірєєва І. В. Актуальні тенденції в підготовці майбутніх фахівців до діяльності в умовах інноваційного освітнього простору…….... 43Кірєєва І. В., Горяніна Л. В. Математичне моделювання в задачах прикладної спрямованості…………………………………. 48Кірєєва І. В., Мар’єнко Є. В. Особливості використання міжпредметних зв’язків при вивченні математики: історичний аспект..

53

Кірєєва І. В., Новіцька І. В. Використання електронного посібника у процесі викладання математичної статистики у вищій школі………………………………………………………………. 60Красножон О. Б. Комп’ютерна підтримка теми “Елементи аналітичної геометрії в евклідовому просторі”……………………. 65Лазаренко А. С., Галиця А. І. Залежність електропровідності провідників від структури кристалічної решітки……………………. 72Лазаренко А. С., Мироненко А. С. Квантовий об’єкт у потенціальній ямі кінцевої глибини………………………………….. 78Сиващенко С. І. Модель формування культури праці студентів на практичних заняттях у навчальних майстернях………………... 84Школа О. В., Донєва О. Ю. Експериментальне визначення сталої Больцмана………………………………………………………. 90Школа О. В., Ковальов А. О. Визначення швидкості поширення звуку в повітрі фазовим методом……………………………………. 96Яценко Т. М., Дубіна Н. Б. Удосконалення лабораторного практикуму з дослідження дифракції світла для студентів-фізиків…………………………………………………………………….. 102РЕЗЮМЕ………………………………………………………….……… 106РЕЗЮМЕ…………………………………………………………………. 109SUMMARY……………………………………………………………….. 113Вимоги до написання статей……………………………………... 117

3


УДК В.В.372.851:373.51 В. В. Ачкан, кандидат педагогічних наук, доцентЮ. О. Корзун, магістрК. І.Семенова,магістр(Бердянський державний педагогічний університет)

ЗАСОБИ ФОРМУВАННЯ ДОСЛІДНИЦЬКОЇ ТА КОНСТРУКТИВНО-ГРАФІЧНОЇ МАТЕМАТИЧНИХ

КОМПЕТЕНТНОСТЕЙ СТУДЕНТІВ-ФІЗИКІВ У ПРОЦЕСІ ВИВЧЕННЯ ЕЛЕМЕНТАРНОЇ МАТЕМАТИКИ

Постановка проблеми. У контексті реформування математичної освіти, побудови особистісно орієнтованої системи математичної підготовки важливого значення набуває впровадження компетентнісного підходу в організацію навчання. Необхідність реалізації компетентнісного підходу задекларована і в нормативних документах Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України [5]. У той же час залишаються не усунутими протиріччя між наявністю ґрунтовних теоретичних наукових доробок з проблем компетентнісного підходу та відсутністю шляхів його реалізації у практиці ВНЗ; між цілями й завданнями математичної освіти, спрямованими на формування системних знань, інтелектуальний розвиток, активізацію пізнавальної діяльності студентів, на формування в них ключових і математичних компетентностей та недостатнім методичним забезпеченням, відсутністю конкретних методичних рекомендацій, необхідних для вирішення цих завдань. Усе це зумовлює актуальність наукового обґрунтування засобів реалізації вищезазначених змін у математичній освіті.

Важливим кроком упровадження компетентнісного підходу в навчання математики є конкретизація існуючих загальних положень на рівні навчальних курсів у середній та вищій школі.

Практикум з елементарної математики є дисципліною з вибіркової частини навчального плану для студентів фізико-математичного напряму Інституту фізико-математичної та технологічної освіти БДПУ; вона викладається в першому семестрі. Зважаючи на низький конкурс, що спостерігається в останні роки на фізико-математичному напрямі, викладач має справу з не завжди найсильнішими вчорашніми школярами з усіма, витікаючими з цього наслідками: низький рівень розвитку творчих здібностей, звичка працювати за зразками, проблема мотивації навчальної діяльності. Усе вище зазначене робить актуальною проблему вдосконалення методики викладання курсу елементарної математики з позицій компетентнісного підходу.

Аналіз досліджень і публікацій. Питанням впровадження компетентнісного підходу в математичну освіту присвячені роботи І. Зіненко [4], С. Ракова [6], Н. Ходирєвої [8], О. Шавальової [9]. Зазначений 4


цикл досліджень охоплює питання, пов’язані із визначенням основних математичних компетентностей та напрямів їх набуття, навчанням учнів гуманітарного ліцею на засадах компетентнісного підходу; формуванням математичних компетентностей учителя математики на основі дослідницького підходу з використанням інформаційних технологій; підготовкою майбутніх учителів до формування математичних компетентностей учнів; реалізацією компетентнісного підходу у процесі математичної підготовки студентів медичних коледжів.

Різним аспектам вивчення елементарної математики на фізико-математичному факультеті педагогічного ВНЗ присвячені роботи В. Бевз [2], С. Семенця [7] та ін.

Виділення невирішених раніше частин загальної проблеми. Проте питання реалізації компетентнісного підходу у процесі вивчення елементарної математики досі є майже не дослідженим.

Мета статті. Розкрити методичні аспекти формування дослідницької та конструктивно-графічної математичних компетентностей студентів-фізиків у процесі вивчення курсу елементарної математики. Запропонувати засоби формування цих компетентностей.

У дослідженні [6] С. Раковим виділені процедурна, логічна, дослідницька, технологічна та методологічна математичні компетентності вчителя. У [2] дослідженні автором виділені процедурна, логічна, дослідницька та конструктивно-графічна компетентності старшокласника. Першокурсники фактично є вчорашніми старшокласниками, тому при роботі з ними ми в першу чергу спирались на класифікацію компетентностей, наведену в [2]. Теоретичний аналіз і результати експериментального навчання в старшій та вищій школі засвідчили, що всі математичні компетентності взаємопов’язані. Відповідно у процесі вивчення будь-якої навчальної дисципліни ВНЗ у студентів формуються практично всі математичні компетентності. Разом з тим для підвищення ефективності вивчення певної дисципліни доцільно при організації навчання на кожному занятті акцентувати увагу викладача на формуванні тієї компетентності, на яку безпосередньо спрямована відповідна навчальна діяльність.

У статті зупинимося на питанні формування дослідницької та конструктивно-графічної математичних компетентностей. Під дослідницькою компетентністю будемо розуміти володіння передбачуваними програмою та Державним стандартом базової і повної загальної середньої освіти математичними методами дослідження практичних задач. Під конструктивно-графічною – здатність будувати математичні моделі практичних ситуацій, використовуючи аналітичні або графічні об’єкти.

Окреслимо основні напрями набуття першокурсниками дослідницької та конструктивно-графічної математичних компетентностей. Напрями набуття дослідницької компетентності визначаються формуванням здатності першокурсника: висувати та перевіряти справедливість гіпотез, спираючись на відомі методи (індукція, аналогія, узагальнення), а також на власний досвід

5


досліджень; формулювати (ставити) математичні задачі на основі аналізу суспільно та індивідуально значущих задач; досліджувати математичні моделі задач; інтерпретувати результати, отримані формальними методами, у термінах вихідної предметної області (ситуації); оцінювати похибки при використанні наближених обчислень; систематизувати отримані результати: досліджувати межі застосувань отриманих результатів, установлювати зв’язки з попередніми результатами, модифікувати вихідну задачу, шукати аналогії в інших розділах математики та інших галузях знань і т. п.; аналізувати раціональність (ефективність) розв’язування задач математичними методами; рефлексувати та використовувати набутий досвід.

Напрями набуття конструктивно-графічної компетентності визначаються формуванням здатності першокурсника:

- використовувати мову математики для створення математичних моделей практичних задач, зокрема виконувати побудови графіків рівнянь і нерівностей, функцій, зображень плоских та просторових геометричних фігур;

- використовувати графіки рівнянь та нерівностей, функцій, зображення плоских та просторових геометричних фігур для розв’язування задач;

- використовувати навчальні математичні пакети для побудови відповідних графіків та зображень геометричних фігур.

Для набуття студентами дослідницької компетентності при вивченні елементарної математики доцільно розв’язувати з ними та пропонувати для самостійного розв’язування усні вправи, спрямовані на розвиток їх логічного мислення та математичного мовлення; розв’язувати прикладні задачі, пов’язані з їхньою майбутньою професійною діяльністю, організовувати пошуково-дослідницьку роботу (навчальні дослідження) студентів під час кожного змістового модуля навчальної дисципліни. Наведемо приклади таких завдань, що пропонуються студентам при вивченні змістового модуля “рівняння та нерівності”.

Для набуття першокурсниками конструктивно-графічної компетентності у процесі вивчення елементарної математики доцільно: використовувати прикладні задачі, пов’язані з їхньою майбутньою професійною діяльністю, пропонувати студентам завдання, що вимагають застосовувати графічний метод розв’язування задачі (зокрема організовувати графічні навчальні дослідження першокурсників), використовувати в процесі навчання ІКТ, пропонувати студентам завдання, що вимагають самостійно скласти задачу.

Прикладні задачі є важливими складовими професійної підготовки студентів-фізиків та засобом формування в них не лише дослідницької та конструктивно-графічної математичних, але й ключових життєвих компетентностей. Прикладні задачі можна умовно розділити на такі, у яких математична модель міститься в умові задачі, та такі, розв’язання яких передбачає побудову математичної моделі. Для формування дослідницької конструктивно-графічної математичної компетентності доцільно пропонувати студентам (на різних етапах занять та для самостійної роботи) прикладні задачі другого типу, адже 6


саме розв’язування таких задач сприяє формуванню в першокурсників здатності будувати математичні моделі практичних ситуацій, використовуючи аналітичні або графічні об’єкти. Наведемо приклад такої задачі.

Задача 1. По прямому шосе рухається автобус зі швидкістю 16 м/c. Попереду руху автобуса в полі на відстані 60 м від шосе та 400 м від автобуса знаходиться людина, яка може бігти зі швидкістю 4 м/c. У якому напрямі вона повинна бігти, щоб встигнути “перехопити” автобус?

Розв’язання. Нехай автобус знаходиться у точці А, а людина у точці В (рис. 1). Знайдемо, під яким кутом до лінії АВ повинна бігти людина, щоб опинитися на шосе у деякій точці С до того, як там опиниться автобус

або одночасно з ним. Час руху автобуса час руху людини

Звідси маємо: Використавши теорему синусів

до трикутника АВС та врахувавши, що де d – відстань людини

від шосе, а s – відстань людини від автобусу, маємо: Звідси

отримуємо:

Рис.1. Рисунок до задачі 1Завдання для усного розв’язування виконують розвивальну

функцію, можуть використовуватися з метою закріплення вмінь, навичок та з метою контролю. У той же час подібні завдання не потребують громіздких розрахунків, їх розв’язування складається з 2 – 3 логічних кроків; вони привчають студентів аналізувати умову завдання, перш ніж переходити до його розв’язування. Наведемо кілька прикладів, що

В2v

1v

S

d

СА

7


пропонувалися студентам при вивченні змістового модуля “рівняння та нерівності”. Розв’язуючи рівняння , студенти обґрунтовують, що корені заданого рівняння знаходяться серед коренів системи рівнянь: адже сума двох невід’ємних функцій дорівнює нулю лише тоді, коли кожна з цих функцій одночасно дорівнює нулю. Студенти легко знаходять розв’язок системи

Розв’язуючи нерівність студенти обґрунтовують, що дана нерівність не має розв’язків, адже

невід’ємна як сума двох невід’ємних функцій. Наведемо приклад навчального дослідження, що пропонуються

студентам при вивченні змістового модуля “рівняння та нерівності”. Аналіз структури навчальних досліджень та основних прийомів розв’язування рівнянь і нерівностей дозволив виділили аналітичні та графічні навчальні дослідження першокурсників при розв’язуванні рівнянь та нерівностей. В основі аналітичних навчальних досліджень лежить використання основних методів розв’язування рівнянь та нерівностей, до яких ми відносимо використання рівносильних перетворень, властивостей функцій та рівнянь-наслідків. В основі графічних навчальних досліджень лежить використання графічного методу розв’язування рівнянь та нерівностей з параметрами.

Приклад 1. Знайти всі значення параметра а, при яких рівняння має корені.

Аналіз умови завдання та пошук плану розв’язування. Необхідно вибрати один із загальних методів та конкретних прийомів розв’язування задачі. Студенти вибирають метод використання рівносильних перетворень та обґрунтовують можливість зведення цього рівняння до квадратного. Це можна зробити, використавши прийом заміни змінної (

де тоді ).Реалізація плану розв’язування. Студенти виконують заміну та

обґрунтовують, що отримане в результаті заміни квадратне рівняння (1) рівносильне заданому при де

Отже, замість дослідження заданого рівняння можна аналізувати одержане, але при цьому дещо змінюється вимога задачі: знайти всі значення параметра а, при яких рівняння (1) має хоча б один невід’ємний корінь. Щоб пояснити необхідність зміни вимоги, можна запропонувати студентам розглянути випадки, коли рівняння (1) має два корені, наприклад, Тоді, виконавши обернену заміну,

одержуємо рівняння та які не мають коренів. Тобто наявність коренів у рівняння (1) ще не гарантує їх наявність у заданого рівняння.

На наступному етапі навчальна дослідницька діяльність першокурсників пов’язана із урахуванням випадків, за яких виконується

8


вимога задачі. Таких випадків три: 1) один із коренів дорівнює нулю; 2) рівняння має один додатній та один від’ємний корені; 3) обидва корені додатні.

Розглянемо кожен із цих випадків. 1) якщо t = 0, то маємо звідки 2) умовою того, що рівняння має один

додатній та один від’ємний корені, є виконання нерівності: Отже, звідки 3) умовою того, що обидва корені

додатні, є виконання системи нерівностей де

Тож маємо: Звідки

Тобто

Висновок. Об’єднавши отримані результати, маємо:

Вивчення знайденого розв’язання та аналіз його результатів. Для розв’язування подібних задач корисно пам’ятати: якщо в досліджуваному завданні з параметром використана заміна змінної, то завдання дослідження може дещо змінитися. Під час дослідження квадратного рівняння використовуються умови розміщення коренів квадратного тричлена відносно нуля. Викладач пропонує студентам з’ясувати, чи існують інші шляхи отримання відповіді. Так, можна було б розв’язати задане рівняння, а потім дати відповідь на запитання задачі, але такий шлях потребував би значно більше часу.

З графічним методом розв’язування завдань студенти знайомі ще зі школи. У курсі елементарної математики вельми важливо сформувати в них здатність його використовувати для розв’язування певних видів завдань. Наприклад, при вже на першому практичному занятті зі змістового модуля “рівняння та нерівності” доцільно запропонувати студентам такий орієнтир: якщо за умовою завдання вимагається знайти кількість коренів рівняння, то доцільно застосовувати графічний метод розв’язування. Цей орієнтир можна проілюструвати на такому прикладі. Укажіть, скільки дійсних коренів має рівняння .

Розв’язування. Виконавши найпростіші рівносильні перетворення, маємо рівняння Студенти будують графіки функцій

та (рис. 2) бачать, що вони перетинаються лише у двох точках (x = 0; x = 2) і роблять висновок, що рівняння має два корені. Доцільно також запропонувати студентам довести, що рівняння не має інших коренів, крім знайдених графічно (досить розглянути розв’язання

заданого рівняння при і при ).

9


Рис. 2. Графіки функцій та

Рис. 3. Графіки функцій та

На третьому практичному занятті під час вивчення тригонометричних рівнянь та нерівностей першокурсникам

пропонується розв’язати графічно рівняння

Студенти будують графіки функцій та

(рис. 3). За допомогою графіка припускають, що найменший спільний період обох функцій дорівнює та легко аналітично в цьому впевнюються. На рисунку студенти бачать, що графіки функцій та

перетинаються у трьох точках на проміжку За допомогою графіка вони визначають ці точки: Отже, рівняння має дві серії коренів Обов’язково треба пояснити студентам, що серії коренів дві, оскільки та

входять до серії Для формування конструктивно-графічної компетентності

першокурсників у процесі навчання доцільно пропонувати їм самостійно скласти завдання, що розв’язуються за допомогою певного орієнтира. Наведемо кілька прикладів, що пропонуються студентам при вивченні змістових модулів “функції” “рівняння та нерівності”. Так, після введення узагальненого поняття однорідного рівняння та розв’язування однорідних тригонометричних рівнянь студентам пропонується самостійно скласти однорідні тригонометричні, логарифмічні та показникові рівняння. Після узагальнення властивостей елементарних функцій студентам 10


пропонується самостійно “скласти” спадні логарифмічну, показникову та степеневу функції.

Процес самостійного “конструювання” завдань сприяє кращому усвідомленню студентами методів їх розв’язування, використовувати знання у нових (змінених) ситуаціях.

Висновки. Результати навчання за розробленою методикою показали, що використання на різних етапах заняття прикладних задач, розв’язання яких передбачає самостійну побудову студентами математичної моделі, завдань, що вимагають застосування графічного методу розв’язування; організація навчальних досліджень (аналітичних та графічних) студентів під час кожного змістового модуля навчальної дисципліни; самостійне “конструювання” завдань сприяє підвищенню мотивації першокурсників, розвитку логічного мислення, формуванню в них умінь аналізувати об’єкти, ситуації та взаємозв’язки, застосовувати знання в новій ситуації, використовувати та оцінювати власні стратегії розв’язування пізнавальних проблем, складати та реалізовувати план своєї діяльності і, як наслідок, набуттю студентами не лише конструктивно-графічної та дослідницької математичних, а й певних галузевих та ключових компетентностей.

Перспективи подальших пошуків у напрямі дослідження. Нагальним і важливим є вдосконалення методики вивчення математичних дисциплін з метою формування в студентів математичних компетентностей.

ЛІТЕРАТУРА1. Ачкан В. В. Формування математичних компетентностей

старшокласників у процесі вивчення рівнянь та нерівностей : дис. … канд. пед. наук : 13.00.02 / Ачкан Віталій Валентинович – К., 2009. – 224 с.

2. Бевз В. Г. Використання історичного матеріалу у навчанні елементарної математики майбутніх учителів // Дидактика математики: проблеми і дослідження : зб. наук. робіт. – Вип. 22. – Донецьк : Вид-во ДонНУ, 2004. – С. 62 - 68.

3. Гальперин П. Я. Зависимость обучения от типа ориентировочной деятельности / П.Я. Гальперин – М. : Изд.-во Моск. ун.-та, 1968. – 238 с.

4. Зіненко І. М. Методика навчання алгебри та початків аналізу учнів гуманітарного ліцею на засадах компетентнісного підходу : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. пед. наук : 13.00.02 “Теорія і методика навчання (математика)” / І. М. Зіненко. – Херсон, 2011. – 20 с.

5. Наказ МОНУ № 612 від 13.07.2007 р. “Про затвердження Плану дій щодо забезпечення якості вищої освіти України та її інтеграції в європейське і світове освітнє співтовариство на період до 2010 р. ” [Електронний ресурс]. – Режим доступу : – www. mon.gov. ua/laws/ MON_ 612 .doc

6. Раков С. А. Математична освіта: компетентнісний підхід з використанням ІКТ: монографія / С. А. Раков. – Х. : Факт, 2005. – 360 с.

7. Семенець С. П. Елементарна математика. Навчальна 11

http://www.mon.gov.ua/laws/MON_612.doc



програма (розроблена на основі концепції розвивальної освіти) / С. П. Семенець. – Житомир : Вид.-во ЖДУ ім. І. Франка, 2008. – 88 с.

8. Ходырева Н. Г. Методическая система становления готовности будущих учителей к формированию математической компетентности школьников : автореф. дисс. на соискание науч. степени канд. пед. наук : спец. 13.00.02 “Теория и методика обучения и воспитания (математика)” / Н. Г. Ходырева. – Волгоград, 2004. – 23 с.

9. Шавальова О. В. Реалізація компетентнісного підходу у математичній підготовці студентів медичних коледжів в умовах комп’ютеризації навчання : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. пед. наук : 13.00.02 “Теорія і методика навчання математики” / О. В. Шавальова. – К., 2007. – 20 с.

УДК 378.147:53:004І. О. Бардус, кандидат педагогічних наук, старший викладач(Бердянський державний педагогічний університет)

КОМПЛЕКС ПРОФЕСІЙНО СПРЯМОВАНИХ ЗАВДАНЬ ІЗ ЗАГАЛЬНОЇ ФІЗИКИ ЯК ЗАСІБ ПІДВИЩЕННЯ ФАХОВОЇ

СПРЯМОВАНОСТІ НАВЧАННЯ

Постановка проблеми. Принцип професійної спрямованості є провідним при навчанні фізики майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю. При такому підході одним із головних завдань фундаментальної підготовки з фізики є встановлення її зв'язків з дисциплінами циклу професійно-практичної та природничо-наукової підготовки. Їх органічне об'єднання створює надійний фундамент фахової підготовки спеціалістів комп’ютерного профілю. На нашу думку, найбільші можливості реалізації принципу професійної спрямованості фізики викладач має саме на практичних заняттях, оскільки вони призначені для вироблення в студентів умінь застосовувати закони фізики до розв’язання конкретних завдань. Проте, як показав аналіз навчальних програм та навчальної літератури, сучасне методичне забезпечення практичних занять із “Загальної фізики” для студентів інженерно-педагогічних спеціальностей комп'ютерного профілю не відбиває фаху майбутньої професії студентів. Тому постає проблема розробки комплексу професійно спрямованих завдань із загальної фізики для майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Проблема професійного спрямування загальної фізики була предметом дослідження таких науковців, як Л. Благодаренко, І. Богданов, Г. Бушок, В. Копетчук, М. Махмутов, В. Сергієнко, Л. Сергієнко, Н. Стучинська, В. Фоменко, В. Шарко та ін. Однак питання реалізації професійної спрямованості навчання фізики на практичних заняттях у вищих закладах освіти з 12


інженерно-педагогічними спеціальностями комп’ютерного профілю на сучасному етапі залишаються недостатньо висвітленими.

Метою статті є дослідження ролі комплексу професійно спрямованих завдань із загальної фізики у підвищенні фахової підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю.

Основною діяльністю студентів під час практичних занять з фізики є розв’язування різноманітних задач. Для студентів інженерно-педагогічних спеціальностей комп'ютерного профілю головною метою розв’язання задач є підготовка до інженерно-педагогічної та дослідницької діяльності. Адже в процесі розв’язання кожного конкретного завдання вони навчаються новому, пов’язаному з досліджуваною дисципліною, пізнають нові факти, а в процесі розв’язання завдань у цілому опановують новими методами, накопичують певний досвід і набувають стійкі вміння й навички розв’язання завдань практичного характеру.

При уважному розгляді розв’язань різного роду задач із різних дисциплін можна чітко бачити, що розходження їх між собою полягає тільки в змісті й меті, а й структурі діяльності, яка необхідна для розв’язання, всі вони практично однакові. Крім того, порівняльний аналіз діяльності з розв’язання інженерно-технічних і навчальних завдань показує, що й вони мають загальну структуру, однаковий перелік знань і вмінь, якими повинні оволодіти студенти при розв’язанні будь-якої задачі [3].

Існування такої спільності дозволяє студентам у процесі розв’язання навчальних завдань освоїти загальний підхід до розв’язування всіх задач та опанувати в результаті вміннями, необхідними для розв’язання виробничих завдань.

Навчальна фізична задача – це ситуація, що вимагає від студента розумових і практичних дій, заснованих на знанні ними понять і законів фізики, спрямованих на закріплення, поглиблення й розвиток цих знань; формування вмінь застосовувати їх на практиці й розвиток наукового мислення [3].

Розв’язати навчальну задачу з фізики – це значить знайти таку послідовність загальних положень фізики (законів, формул, визначень, правил), використання яких дозволяє одержати те, що потрібно в задачі, – її відповідь [2]. Інакше кажучи, процес розв’язання фізичної задачі – це послідовність науково обґрунтованих дій: вивчення умов і вимог задачі, запис умов у буквених вираженнях, переклад одиниць фізичних величин у систему СІ, графічне зображення процесу, описаного в завданні, пошук шляху розв’язання, складання плану, здійснення розв’язання, запис шуканих величин у вигляді формул і обчислення їхніх значень із необхідною точністю, перевірка правильності розв’язку, оцінка отриманих результатів, аналіз процесу розв’язання задачі та відбір інформації, корисної для подальшого застосування.

Цю діяльність можна розділити на чотири етапи: [3]:1. Вивчення (аналіз) змісту задачі, короткий запис умови.2. Пошук способу (принципу) розв’язання та складання його плану.3. Здійснення розв’язання, перевірка правильності й

оформлення.13


4. Аналіз проведеного розв’язку, відбір інформації, корисної для подальшої роботи.

Правильне й раціональне виконання цих дій вимагає певної системи знань і вмінь, причому знань не тільки тих розділів фізики, до яких належить це конкретне завдання, але й знань із фізики, математики й інших навчальних дисциплін, отриманих раніше в загальноосвітній школі й університеті, а також знань про чотири вже названі загальні етапи розв’язання задач, особливості й роль кожного із цих етапів.

З формулювання цілей практичних занять випливає, що розв’язання завдань у навчанні фізики виступає і як засіб, і як мета навчання. Тому в задачниках з фізики наводяться завдання двох видів: на засвоєння навчального матеріалу й активне його використання.

Завдання на засвоєння навчального матеріалу – це стандартні завдання. Для більшості з них є алгоритми розв’язання, частину з яких описано в самих задачниках, інші аналізуються викладачами на заняттях. Розв’язання стандартних завдань не викликає утруднень у студентів, які регулярно займаються. Адже саме в цьому і проявляються основні навчальні функції вправ із розв’язання стандартних задач – переклад знань, засвоєних на рівні відтворення, на рівень умінь.

Завдання на активне використання вивченого матеріалу – так звані нестандартні або проблемні, пошукові, творчі задачі. Їхнє розв’язання викликає утруднення іноді навіть у найбільш підготовлених студентів [3]. Самостійний пошук способу розв’язання такого завдання вимагає від людини не тільки глибоких знань, але й прояву спритності, цілеспрямованості й великої напруги розумових здатностей. Тільки при розв’язанні нестандартних задач праця студентів може виявитися порівняною із працею інженера-педагога. Тому, тільки розв’язуючи нестандартні завдання, можна оволодіти вміннями та навичками для розв’язання виробничих завдань.

Наявність двох видів задач визначає структуру й зміст домашніх завдань. Частина домашнього завдання, що належить до нового, ще не розглянутого матеріалу, являє собою завдання на засвоєння навчального матеріалу, частина ж, що належить до вже розібраного на заняттях матеріалу, – завдання на застосування вивченого матеріалу.

Для того, щоб у студентів з’явилася звичка всі прийоми із розв’язання завдань виконувати правильно напівавтоматично, треба намагатися свідомо виділяти кожний із чотирьох етапів розв’язання. Іншими словами, при вивченні фізики необхідно зробити предметом засвоєння й саму діяльність із розв’язання задач.

Нами розроблено комплекс завдань, який дозволяє забезпечити свідоме оволодіння знаннями й уміннями з фізики, сприяє формуванню інтересу до її вивчення, спрямоване на засвоєння студентами фундаментальних питань курсу фізики, а також на формування в них знань і вмінь професійного характеру.

Професійно спрямованими будемо вважати такі завдання, виконання яких сприяє здійсненню зв’язку підготовки студентів із “Загальної фізики” з фаховою підготовкою. Ці завдання ми умовно поділили на три групи, відповідно до їх функцій у навчальному процесі:14


1. Завдання, спрямовані на формування в студентів знань і вмінь застосування фізичних понять і законів до обслуговування та налагодження вузлів комп’ютерної техніки й систем передачі інформації.

Прикладами таких завдань є:• Чи займе передача вмісту повністю заповненого гнучкого диска

обсягом 1,44 Мбайт по каналу ISDN (максимальна швидкість передачі 128 Кбіт/с) менше часу, ніж передача вмісту повністю заповненого жорсткого диска обсягом 10 Гбайт по каналу ОС-48 (максимальна швидкість передачі 2,488 Гбіт/с)?

• Розрахувати момент інерції CD-диска, якщо він обертається з кутовою швидкістю 15000 об/хв (маса диска 15,7 г, діаметр 120 мм).

• Розрахувати час проходження сигналу за світловодом довжиною 1 м та перетином 0,5 мм, якщо промінь лазера входить у

світловод під кутом . Кривизною світловоду знехтувати. Вважати,

що світловод вироблений зі скла.2. Завдання, спрямовані на розвиток інженерно-педагогічного

мислення студентів. Як підставу для поділу завдань міжпредметного змісту О. Валович бере окремі їхні функції (формують, систематизують, розвивають). Класифікація задач за їхньою роллю в розвитку мислення дозволяє виділити види завдань, спрямовані на розвиток конкретних видів мислення, зокрема причинно-наслідкового [4].

Прикладами таких завдань є:- Визначити сферу застосування досліджуваного закону або

явища.- Скласти порівняльну таблицю прояву фізичних законів, явищ

урізних умовах.- Навести приклади фізичних явищ, які можна спостерігати в

навколишньому середовищі та техніці.- Скласти перелік питань до теми, задачу на вивчене фізичне

явище з професійним змістом. Для успішного оволодіння навчальним матеріалом з фізики у

студентів на момент вступу до вишу має бути сформований певний мінімум логічної грамотності, але, як показали наші дослідження [1], переважна більшість опитаних (64 %) виявили середній рівень розвитку логічного мислення. Тому в процесі навчання в студентів необхідно розвинути такі вміння: проводити аналіз і синтез фізичних явищ і процесів, які вивчаються; відрізняти їх суттєві особливості від несуттєвих; узагальнювати факти, пояснювати їх і робити правильні висновки зі спостережень; здійснювати порівняння предметів і явищ, знаходячи в них схожість і відмінності; застосовувати основні закони формальної логіки (суперечності, достатньої підстави, виключеного третього, тотожності) при розв’язанні конкретних завдань; усвідомлено користуватися методами індукції та дедукції при аналізі фізичних явищ; проводити систематизацію та класифікацію навчального матеріалу.

Отже, якщо дослідницьку роботу студента з фізики розглядати як реалізацію його пошукових, творчих можливостей під час розв’язування

15


задач, то, здійснюючи пошук рішення задачі, студент піддає її спостереженню, намагається вивести з неї деякі наслідки, ознаки (здійснює індуктивний пошук) та одержати результат. У результаті в студента “дозріває” план розв’язування задачі, що завершується доведенням. Подальші його зусилля зосереджені на пошуку інших властивостей чи інших співвідношень властивостей, їхніх доказів, на можливі наслідки і т. ін. Доказ відіграє в науковому пізнанні дуже велику роль. За його допомогою здогади та гіпотези стають науковою істиною.

Ступінчасте використання в навчальному процесі логічних проблемних завдань активізує мислення студентів, розвиває вміння аргументувати, виокремлювати проблеми, здійснювати вибір найбільш оптимальних інформаційно-логічних варіантів. Наприклад, щоб в процесі навчання вплинути на розвиток мислення студентів викладачі вводять більш важкі, порівняно зі звичайними, питання та завдання. Поступове ускладнення в навчальному процесі проблемних завдань і питань дозволяє здійснювати перехід від орієнтовано-пошукових дій до продуктивно-творчих. Отже, професійне мислення майбутнього інженера-педагога необхідно розвивати протягом усього періоду навчання у виші, починаючи з молодших курсів, через зміст, методи, форми та засоби навчання.

3. Завдання, спрямовані на розвиток професійної спрямованості особистості інженера-педагога. Це можуть бути завдання на зразок: підготувати інформаційне повідомлення з нової теми про застосування тих чи інших фізичних законів та явищ у комп’ютерній техніці у вигляді текстового завдання у тестовій формі або узагальнюючій таблиці, графу або кросворду, слайдів-презентацій та ін.; скласти перелік питань до теми, скласти задачу на вивчене фізичне явище з професійним змістом та інші. На наступному лекційному або семінарському занятті студент обов’язково повинен продемонструвати та захистити результати своєї роботи із залученням одногрупників. До цього типу завдань ми відносимо і завдання-проекти, описані нижче.

Ми переконані, що при вивченні фізики необхідно розвивати і педагогічну спрямованість особистості студентів. Як ми вже зазначали, цьому сприятимуть відповідні дидактичні засоби. Важливого значення при такому підході набуває виконання завдань творчого характеру, для розв’язання яких необхідне володіння різними розумовими операціями (аналіз, синтез, порівняння, узагальнення, абстрагування тощо).

Яскравим прикладом таких завдань може бути створення студентської презентації з певної теми. Це сприяє формуванню таких умінь, необхідних майбутньому інженерові-педагогу: навчально-організаційних (уміння працювати за алгоритмом, самостійно складати алгоритми, працювати в колективі, вміння здійснювати самоконтроль, самооцінку); навчально-інформаційних (здобувати необхідну інформацію, складати план, конспект, спостерігати, проводити експеримент); навчально-інтелектуальних (проводити аналіз, синтез, давати визначення понять, виконувати порівняння, абстрагування, уміння відповідати на запитання, виконувати творчі завдання).

Висновки. Отже, для реалізації професійної спрямованості навчання необхідно використовувати комплекс завдань, призначених для засвоєння 16


лекційного курсу, матеріалу практичних і лабораторних занять та самостійної роботи студентів. Крім традиційних завдань, розглядаються такі, які передбачають застосування майбутніми інженерами-педагогами знань з механіки, термодинаміки, електрики й магнетизму, оптики й інших розділів до аналізу принципів роботи вузлів та блоків комп’ютерної техніки та периферійних пристроїв. Розроблений комплекс професійно спрямованих завдань дозволяє раціонально об'єднати фундаментальне та фахове навчання фізики майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю.

Перспективи подальших пошуків у напрямі дослідження ми пов’язуємо з розробкою методики розв’язування професійно спрямованих задач для студентів інженерно-педагогічних спеціальностей засобами систем комп’ютерної математики.

ЛІТЕРАТУРА1. Бардус І. О. Інженерне мислення як складова особистості

майбутнього інженера-педагога / І. О. Бардус // Педагогічні науки : теорія, історія, інноваційні технології : науковий журнал. – Суми : СумДПУ ім. А. С. Макаренка, 2010. – № 3(5). – С. 174–181.

2. Беликов Б.С. Решение задач по физике : общие методы : [уч. пособие для вузов]. – М. : Высш. шк., 1986. – 256 с.

3. Самостоятельная работа студентов при решении задач по физике : методические указания / [сост. Ф. П. Кесаманлы, В. М. Коликова]. – Л. : Ленинградский ордена Ленина политехнический институт имени М. И. Калинина, 1987. – 32 с.

4. Усова А.В. Практикум по решению физических задач : для студентов физ.-мат. фак. / А. В. Усова, Н. Н. Тулькибаева. – Изд. 2-е. – М. : Просвещение, 2001. – 206 с.

УДК 531.43В. Я. Білошапка,кандидат фізико-математичних наук, доцентВ. Р. Солодар,магістр В. В. Колодка,старший лаборантК. С. Семенова,аспірант(Бердянський державний педагогічний університет)

ДИСЛОКАЦІЙНЕ ВНУТРІШНЄ ТЕРТЯ В НАДПРОВІДНИКАХ ІІ РОДУ

Дислокаційна структура кристала визначальним чином впливає на фізичні і, зокрема, механічні властивості. Особливості динаміки дислокацій є важливими для розуміння таких властивостей, як пружність, пластичність, поглинання механічних коливань в кристалах. В останні роки були виявлені аномалії механічних властивостей

17


надпровідників, пов’язані з якісними змінами рухливості дислокацій при переході металів з нормального (N) у надпровідний (S) стан.

Метою статті є дослідження характеру впливу в’язкості на динаміку дислокацій в надпровідниках ΙΙ роду.

Ми ставили такі завдання:1. Вивчити вплив щільностей вихорів Абрикосова на дислокаційне

амплітудно-залежне внутрішнє тертя.2. Вивчити характер і особливості петлі дислокаційного

гістерезису в змішаному стані надпровідника.Ця робота присвячена вивченню дислокаційного амплітудно-

залежного внутрішнього тертя (АЗВТ) в середовищі зі змінною в’язкістю. У таких умовах різні ділянки дислокаційної петлі (ДП), що рухається в кристалі, відчувають різну силу квазів’язкого гальмування, що може призвести до складного характеру впливу в’язкості на динаміку дислокацій. Така ситуація реалізується в надпровідниках другого роду, де внаслідок наявності в кристалічній решітці вихорів Абрикосова, концентрація нормальних електронів, а отже, і коефіцієнт демпфірування дислокацій будуть періодичними функціями координат. Оскільки в загальному випадку орієнтація областей з іншим коефіцієнтом в’язкості по відношенню до площини ковзання дислокацій може бути довільною, в роботі вивчалась зміна амплітудно-залежних декремента внутрішнього тертя та дефекту модуля пружності від концентрацій областей з іншою в’язкістю, геометрія й орієнтація яких показана на рис. 1 (а, б, в).

а) б)

в)Рис.1. Геометрія областей нормальної фази в площині ковзання

дислокацій, що містить сітку випадково розподілених слабких центрів

закріплення; – характерний розмір областей з коефіцієнтом в’язкості

, АС – дислокаційна петля довжиною , А і С – вузли

жорсткої фіксації дислокації, і – значення коефіцієнта в’язкості

для N-і S-станів відповідно. Характерні розміри областей з в’язкістю

завжди залишалися істотно менше довжини дислокаційної петлі.

18


Опис моделі та методика обчисленьВивчалась динаміка дислокаційної петлі з жорстко фіксованими

кінцями при наявності слабких центрів закріплення, розташованих випадковим чином у площині ковзання. Координати слабких центрів закріплення задавалися генератором псевдовипадкових чисел. Прогин дислокаційних сегментів завжди залишався істотно менше їх довжини, що

реалізовувалося при виконанні умови , де – лінійний натяг

дислокації, – сила взаємодії слабкого центру закріплення з дислокацією.

Аналіз проводився в рамках моделі, описаної в [1] при безактиваційному відриві дислокацій від центрів закріплення і нульовій ефективній частоті зовнішньої напруги. Для роз’вязку рівняння динаміки дислокації чисельними методами виконувалась його нормировка, описана в [4]. Вирази для нормованих координат і часу мали наступний вигляд:

; ;

;

де та – безрозмірні і звичайні координати вздовж і поперек

довжини дислокаційної петлі відповідно, – середня відстань між

центрами закріплення, – маса одиниці довжини дислокації, та –

безрозмірний і звичайний час. Рівняння динаміки дислокації в нормованих координатах мало наступний вигляд:

, (1)

де та – нормовані розміри області взаємодії центру закріплення

з дислокацією в напрямку та відповідно; – нормована

сила, що діє на одиницю довжини дислокації з боку закріплюючого центру;

та – нормовані

частота і амплітуда зовнішньої напруги відповідно; та – частота і

амплітуда зовнішньої напруги; – вектор Бюргерса;

– нормована в’язкість; – коефіцієнт демпфування. Сума в правій

частині рівняння (1) враховує взаємодію дислокації зі слабкими центрами 19


закріплення. Інтервали зміни нормованих параметрів рівняння (1) вибиралися відповідно до діапазонів фізичних значень цих параметрів, що спостерігаються в різних матеріалах. При оцінці нормованої в’язкості використовувалися наступні характерні значення фізичних параметрів:

, , ; коефіцієнт демпфування

змінювався в інтервалі . При цьому, для слабких

центрів закріплення з значення для більшості матеріалів

виявляється в діапазоні , для якого і проводився аналіз.

Відзначимо, що для таких надпровідних металів як свинець, індій, ніобій при

вказаних відношеннях та умови значення при низьких

температурах, як у нормальному, так і надпровідному станах належать вищевказаному діапазону.

Результати обчисленняВплив в’язкості на криві АЗВТ і амплітудні залежності дефекту

модуля при однаковому значенні в’язкості і при періодичній її зміні по всьому об'єму, реалізується в змішаному стані, показано на рис. 2.

а)

б)Рис. 2 Криві амплітудної залежності декремента (а) і дефекту

модуля пружності (б) в нормальному, надпровідному і змішаному станах

при різних частках нормальної фази при :

лінії 1 – S-стан,лінії 2 – частка нормальної фази 10%,лінії 3 – частка нормальної фази 20%,лінії 4 – N-стан.

20


– безрозмірний множник.

Криві АЗВТ як в S- так і в N-стані являють собою криві

з максимумами. Максимум на залежності в N-стані спостерігається при напругах, більших, ніж в S-стані. Амплітудна залежність декремента в S-стані при амплітудах зовнішньої напруги, близьких до критичних напруг початку відриву дислокаційної петлі від центрів закріплення випереджає аналогічну залежність в N-стані, тоді як при подальшому збільшенні амплітуди зовнішньої напруги значення декремента в N-стані завжди виявляються більше, ніж в S-стані. При цьому значення декремента в максимумі в N-стані завжди виявляється більше, ніж його аналогічне значення в S-стані. Амплітудні залежності дефекту модуля пружності із зростанням амплітуди напруги мають тенденцію виходу на плато. При цьому дефект модуля в S-стані завжди виявляється більше, ніж в N-стані. Криві АЗВТ в змішаному стані зі зростанням частки нормальної фази монотонно зміщуються від аналогічної залежності в S-стані до кривої в N-стані. Криві амплітудної залежності дефекту модуля в змішаному стані розташовувалися між аналогічними кривими в N-і S-стані, монотонно зміщуючись від кривої в S-стані до кривої в N-стані. Значення дефекту модуля після виходу залежностей на плато в S-стані завжди було найбільшим, в N – найменшим; із зростанням частки нормальної фази це значення монотонно зменшувалося.

Для аналізу впливу вихорів Абрикосова на амплітудно-залежне внутрішнє тертя вивчалися залежності відносної зміни декремента внутрішнього тертя і дефекту модуля пружності в залежності від частки

нормальної фази при значеннях зовнішнього напруги . При таких

значеннях зовнішньої напруги все залежності АЗВТ, досягши максимуму, спадали, і дислокаційна петля за половину періоду свого руху проходила відстань, що істотно перевищує характерний розмір вихору. На рис. 3 (а, б).

показані такі залежності для при , ,

, де – критичне значення нормованої в’язкості, починаючи з

якого вплив в’язкості на АЗВТ припиняється для випадку постійного

значення по всьому об’єму [2].

а)21


б)Рис. 3. Залежності відносної зміни декремента (а) і дефекту модуля

пружності (б) від частки фази з в’язкістю , обчислені при при

різних значеннях : , , відповідно.

Зростання відносної зміни декремента і дефекту модуля на цих залежностях істотно випереджає зростання частки нормальної фази, при цьому зазначені залежності мають тенденцію до насичення. Вихід на плато залежностей відносної зміни декремента завжди спостерігається при частках нормальної фази, менших, ніж для аналогічних залежностей

дефекту модуля. Так, для , залежність виходить на

плато при , тоді як аналогічна залежність для дефекту модуля

досягає свого максимального значення: при ці значення були 0,15

і 0,3 відповідно; при вони були 0,3 і 0,4 відповідно. Значення

частки нормальної фази, при яких ці залежності виходили на плато, з

ростом спадали і могли досягати 15% при . Такий характер

поведінки залежностей відносної зміни декремента і дефекту модуля добре узгоджується з експериментальними даними [2].

Для з’ясування характеру впливу розміру областей нормальної фази на внутрішнє тертя вивчали залежності відносної зміни декремента внутрішнього тертя і дефекту модуля пружності від частки

нормальної фази при різних значеннях . Такі залежності наведені

на рис. 4 (а, б) для шести значень при .

22


а)

б)Рис. 4. Залежність відносної зміни декремента (а) і дефекту

модуля пружності (б) від частки фази з в’язкістю , обчисленої при

при різних значеннях :

,

,

,

,

,

.

При всіх вивчених значеннях і трьох розглянутих випадків

розташування вихорів відносно площини ковзання характер цих залежностей залишався аналогічним. Як видно на рис. 4 (а, б), з

зростанням значення критичне значення частки нормальної фази,

при якій зазначені залежності виходили на плато, зростала. Так, при

для випадку орієнтації вихрів, показаного на рис. 1а, зростала

від 0,1 до 0,3 і від 0,25 до 0,6 для декремента і дефекту модуля 23


відповідно. З рис. 4 (а, б) також видно, що залежності відносної зміни декремента виходять на плато раніше аналогічних залежностей для

дефекту модуля для всіх шести вивчених значень .

Для з’ясування механізму впливу вихорів Абрикосова на динаміку

дислокацій обчислювалися залежності (крива петлі

дислокаційного гістерезису) при різній густині вихорів Абрикосова,

різних значеннях і різних взаємних розташуваннях вихорів

Абрикосова і площин ковзання ДП. У всіх вивчених випадках петлі дислокаційного гістерезису в N, S і змішаному стані носили стрибкоподібний характер (рис. 5).

Рис. 5. Характер впливу в’язкості на залежність за

відсутность центрів закріплення в площині ковзання дислокації (лінія 1) і при наявності центрів закріплення: S-стан (лінія 2), змішаний стан (частка нормальної фази 11%, лінія 3), N-стан (лінія 4).

Найбільше середнє значення стрибка спостерігалося в S-

стані. Для всіх отриманих петель дислокаційного гістерезису була

оцінена середня величина стрибка дислокаційної деформації . Для

оцінки враховувалися всі скачки дислокаційної деформації за період

зовні прикладеної напруги. Результати свідчать, що найбільша величина стрибка спостерігається в S-стані і монотонно спадає з ростом частки нормальної фази, досягаючи мінімального значення в N-стані.

Як видно з рис. 5, наявність областей нормальної фази в площині

ковзання приводить не тільки до зміни величини , але й впливає на

напругу відриву дислокаційної петлі, яка знаходиться стані спокою. Для кількісної оцінки впливу в’язкості на напругу відриву використовувалася

величина , де і – значення відносної напруги,

необхідної для досягнення однієї і тієї ж дислокаційної деформації при наявності і відсутності в площині ковзання центрів закріплення 24


відповідно. На рис. 5 пряма 1 відповідає дислокаційній деформації у

відсутності в площині ковзання центрів закріплення, при зазначеному

значенні відповідає різниці зовнішньої напруги в точках С і D.

Встановлено, що величина мінімальна для петлі дислокаційного

гістерезису в S-стані, монотонно зростає, досягаючи найбільшого значення в N-стані (рис. 6).

Рис. 6. Залежність усереднених значень відносної напруги відриву дислокаційної петлі (лінія 1) і відносної величини стрибка деформації (лінія 2) від частки нормальної фази.

Як було встановлено в [4], при , однаковому по всій площині

ковзання, вплив в’язкості на динаміку осцилюючої дислокації і дислокаційний гістерезис зумовлений інерційним механізмом подолання дислокацією слабких центрів закріплення. Дія інерційного механізму при

приводить до збільшення середньої величини стрибка

деформації на петлі дислокаційного гістерезису і збільшення напруги відриву ДП, яка знаходиться в стані спокою. Важливо відзначити при цьому, що напруга відриву ДП від слабких центрів закріплення не

залежить від значення , а визначається тим значенням нормованої

в’язкості, при якому осцилююча ДП була перезакріплена на слабких закріплюючих центрах. Спостереження за формою ДП на різних ділянках залежностей дислокаційного гістерезису свідчать, що як в S-стані, так і в змішаному стані при концентрації вихорів до 40-50% скачки дислокаційної деформації завжди обумовлені переміщенням ділянок ДП

з розмірами, порівнянними з довжиною всій петлі . При цьому в N-

стані, а також у змішаному стані при великих концентраціях вихорів Абрикосова на петлі дислокаційного гістерезису була присутня велика кількість стрибків, обумовлених переміщенням ділянок з розмірами,

істотно меншими .

Висновки: в змішаному стані надпровідника вплив в’язкості на динаміку дислокації й дислокаційний гістерезис обумовлений інерційним механізмом подолання дислокацією слабких центрів закріплення;

25


відносна зміна декремента внутрішнього тертя й дефекта модуля пружності в амплітудно-залежній області в змішаному стані надпровідника завжди випереджає ріст долі нормальної фази; петля дислокаційного гістерезису в змішаному стані має стрибкоподібний характер; середні величини стрибка деформації і напруги відриву дислокаційної петлі, що знаходиться в спокої зростають із ростом долі нормальної фази, випереджаючи її.

Напрями подальшого дослідження. В подальшому планується дослідити явище при більш високих частотах, коли дислокаційний гістерезис має задемпфований характер.

ЛІТЕРАТУРА1. Белошапка В. Я. Дислокационный гистерезис в условиях

задемпфированости // Физика низких температур. – Выпуск 3 / В. Я. Белошапка, В. Г. Гурьянов, В. Я. Платков. – 2000. – 294-303.

2. Білошапка В. Я. Динаміка дислокацій в твердих розчинах при знакозмінних напругах. // Физика низких температур. – Випуск 2 / В. Я. Білошапка, В. Я. Платков. – 1984. – 1028-1035.

3. Павлов П. В. Физика твердого тела / П. В. Павлов. – М. : Высш. шк., 2000. – 223-230.

4. Schwarz R. B Amplitude-dependent international friction calculations for dislocations in alloys. – 1981.

УДК [378.147+001.8]:519.677Н. С. Вагіна,кандидат педагогічних наук, доцент В. М. Коваленко,старший викладач(Бердянський державний педагогічний університет)

ФОРМУВАННЯ ДОСЛІДНИЦЬКИХ КОМПЕТЕНТНОСТЕЙ СТУДЕНТІВ ПЕДАГОГІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ЗАСОБАМИ

ПРИКЛАДНИХ МАТЕМАТИЧНИХ ДИСЦИПЛІН

Постановка проблеми. У Концепції розвитку педагогічної освіти в Україні [4] та інших державних документах, що регулюють правові відносини та визначають напрямки розвитку національної вищої школи, особливо наголошується на підготовці компетентних фахівців із вищою педагогічною та психологічною освітою, здатних до дослідницької діяльності з використанням найновіших освітніх технологій. В світлі цього важливого значення набуває конкретизація напрямів і засобів формування дослідницьких компетентностей майбутніх педагогів і психологів.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Питанням, пов’язаним із упровадженням компетентнісного підходу в організацію навчального процесу вищої школи, присвячено чимало праць вітчизняних і зарубіжних учених (І. Драч [3], С. Раков [7] та ін.). У цих та 26


інших працях розкривається роль цього підходу як важливого чинника модернізації змісту освіти (І. Драч [3] та ін.), а також виділяються групи ключових (базових) і предметних компетентностей як необхідних передумов набуття тими, хто навчається в сучасних вишах, професійних компетентностей, які в майбутньому забезпечуватимуть здатність фахівців із вищою освітою якісно й творчо виконувати свої професійні обов’язки в умовах швидкоплинних суспільних змін. Так, С. Раковим [7] до найважливіших предметних математичних компетентностей віднесена дослідницька компетентність, яка відображає здатність особистості застосовувати математичні методи до розв’язування прикладних задач, дослідження різноманітних явищ і процесів. Ця інтегрована характеристика (студента, який вивчає математичні дисципліни, вчителя математики) тісно пов’язана з формуванням інших математичних компетентностей: логічної, процедурної, технологічної (оволодіння пакетами комп’ютерної математики), що зумовлює місце цієї компетентності в загальній ієрархії предметних математичних компетентностей та вимагає адекватного визначення змістового і процесуально-методичного компонентів навчання. Щодо останнього, на наш погляд, надто важливо враховувати принципові відмінності сучасної освітньої практики від вітчизняної освітньої практики другої половини минулого століття, що виділяються нинішніми науковцями та розкриваються через такі терміни і поняття, як “дослідницька поведінка” (exploratory behaviour), “дослідницьке навчання” (exploratory education), “дослідницькі (продуктивні) методи навчання”, оскільки “з початком ХХІ століття стає дедалі очевиднішим, що навички і вміння дослідницького пошуку обов’язково потрібні не тільки тим, чиє життя вже пов’язане або буде пов’язане з науковою роботою, а й кожній людині” (О. Савєнков [8] та ін.).

Аналіз досліджень і публікацій останнього часу також яскраво свідчить про існуючу специфіку впровадження компетентнісного підходу в процес підготовки студентів різного фаху, організацію їх навчально-дослідницької, виробничої та експериментально-дослідницької діяльності з орієнтацією на сучасний стан та перспективи розвитку (Протасов А. Г. [6] та ін.).

Мета статті – розкрити окремі змістові та процесуально-методичні компоненти формування дослідницьких компетентностей студентів педагогічного університету засобами прикладних математичних дисциплін.

Прикладна математика – галузь математики, що розглядає застосування математичних понять і методів для описання та дослідження різноманітних реальних явищ і процесів. Виходячи з цього, до прикладних математичних дисциплін можна віднести математичну фізику, математичну хімію, лінійне програмування, оптимізацію і дослідження операцій, моделювання суцільних середовищ (механіку суцільних середовищ), теорію ймовірностей і математичну статистику, комбінаторику, математичну лінгвістику тощо. При всій широті та неосяжності застосувань математики стосовно визначення структури прикладної математики не можна скласти чітку логічну класифікацію.

27


Математичні методи зазвичай застосовуються до специфічного класу прикладних завдань шляхом побудови математичної моделі системи.

Найбільш широкий спектр прикладних математичних дисциплін містять навчальні плани підготовки студентів фізико-математичного напряму. Завданнями цих дисциплін є навчання студентів аналізу проблемної ситуації, що виникає на ґрунті інших наук (чи у життєвій практиці) з наступною побудовою математичних моделей, їх дослідженню та інтерпретації одержаних результатів. Надзвичайно важливим для цього є сформованість процедурних компетентностей студентів з оперування алгоритмами відшукання наближених розв’язків різних математичних задач сучасної математики: алгебри, математичного аналізу, диференціальних та інтегральних рівнянь тощо, які виступають математичними моделями різноманітних реальних об’єктів і, як правило, подаються у вигляді певних числових масивів або в певному чисельно-аналітичному вигляді. Саме на формування зазначених компетентностей спрямоване вивчення такої математичної дисципліни, як “Методи обчислень”, яка викладається на четвертому курсі педагогічних університетів для студентів-математиків, що підносить роль вивчення цієї навчальної дисципліни у формуванні та розвитку дослідницьких навичок студентів.

Звернемось до такої складової змісту нормативної навчальної дисципліни “Методи обчислень”, як ітераційні методи, які в загальному випадку базуються на класичній теоремі Банаха про стискуючі відображення і для яких по відношенню до конкретних класів рівнянь та систем рівнянь є важливим питання дослідження збіжності використовуваних (тих чи інших) ітераційних методів. Розглянемо послідовність дослідження області збіжності методу простої ітерації й методу Зейделя на прикладі однієї з основних задач лінійної алгебри, які часто використовуються в дослідженнях спеціальних властивостей суто математичних об’єктів: задачі на розв’язування систем лінійних алгебраїчних рівнянь типу

, де – матриця, – вектор вільних

членів, – шуканий вектор, а n – порядок системи. Приклад. Нехай система лінійних алгебраїчних рівнянь, що

підготовлена до ітерацій, має вигляд, (1)

де – матриця, – вектор вільних членів,

– шуканий вектор. Причому матриця B має параметричний вигляд

.

Знайти області збіжності методів простої ітерації й Зейделя. Розв’язання. Скористаємось теоремою про достатні умови

збіжності методу простої ітерації: якщо найбільший з модулів власних чисел матриці строго менше за одиницю, то метод простої ітерації 28


збігається. Складаємо характеристичне рівняння для матриці B: або .

Звідки і умова збіжності методу простої ітерації

в площині (p, q) визначає геометричне місце точок – круг одиничного радіусу з центром в початку координат Opq.

Скористаємось теоремою про достатні умови збіжності методу Зейделя: якщо всі корені характеристичного рівняння

=0

за модулем менше одиниці, то метод Зейделя збігається (– матриця метода Зейделя). Складаємо характеристичне

рівняння для цього випадку:

або . (2)

Дослідження цього рівняння щодо умови зведемо до

дослідження квадратного рівняння з додатними коефіцієнтами , (3)

для якого відомі властивості коренів:. (4)

Перетворення області в здійснюється дробово-

лінійною функцією . В результаті характеристичне рівняння

(2) набуває вигляду (3), де , .

Використовуючи (4), отримаємо умови збіжності методу Зейделя: , – трикутник з вершинами в точках , ,

площини . Як бачимо, для одного і того ж рівняння (1) метод простої ітерації й метод Зейделя можуть давати різні результати щодо їх збіжності, що надає можливість дослідникові дійти висновку про те, що збіжності методів простої ітерації й Зейделя між собою не пов’язані.

Формування дослідницьких компетентностей студентів засобами прикладних математичних дисциплін зумовлює посилення уваги до визначення відповідних компонентів змісту навчання, зокрема до дисциплін вільного вибору (закладу чи студентів). Кілька років у Бердянському державному педагогічному університеті для студентів, що навчаються за спеціальністю “Математика*”,

29


викладається дисципліна “Додаткові розділи природничих наук”, вивчення якої, зокрема, передбачає ознайомлення з основами теорії та застосуваннями фракталів. Це дозволяє не тільки розширювати уявлення майбутніх учителів математики щодо процесу взаємопроникнення ідей абстрактних і природничих наук та напрямків розвитку сучасної математики, а й розкривати перед ними перспективи подальшої педагогічної діяльності з організації дослідницької роботи тих, хто навчатиметься в середніх загальноосвітніх закладах.

Сьогодні теорія фракталів упевнено проникає в усі сфери наукових пошуків, допомагаючи усвідомлювати ще одну грань нескінченності наукового пізнання. Фрактали широко використовуються в різних галузях математики і далеко за її межами: у фізиці, матеріалознавстві, біології і геофізичній динаміці, теорії протікання тощо. Використання властивостей фракталів застосовується для створювання нових матеріалів із заздалегідь заданими характеристиками. В інформатиці використання результатів фрактального аналізу дало змогу побудувати ефективні алгоритми стиснення інформації, а в математиці він застосовується в теоріях різних математичних структур [5].

Місце вивчення фракталів у загальній структурі навчально-виховного процесу визначається логіко-математичним аналізом матеріалу. Оскільки фрактал – це множина, топологічна розмірність якої строго менш за її розмірності Хаусдорфа (за Б. Мандельбротом), то для засвоєння теорії фракталів студентам-математикам необхідно володіти поняттями метричного та топологічного простору, які розглядаються при вивченні таких дисциплін, як “Функціональний аналіз” і “Диференціальна геометрія і топологія” й забезпечують сприйняття нових знань.

Знання властивостей самоафінності, самоподібності фракталів, геометрично-конструктивного способу їх завдання створює широке дослідницьке поле для вивчення фрактальних множин. На рис. 1 наведено наближення класичної фрактальної множини, яка називається сніжинка Коха. Ця множина є кривою, причому в жодній її точці не існує дотичної. Крім того, дуга сніжинки Коха, яка міститься в будь-якому, як завгодно малому околі кожної її точки, має нескінченну довжину. Як виявилось, сніжинка Коха та подібні їй криві можуть розглядатись як моделі берегових ліній (особливо для таких складних берегових рельєфів, як морські фіорди). На рис. 2 наведено перші кроки побудови іншої цікавої фрактальної кривої – так званої “губки Менгера”. Подібні їй множини використовують при моделюванні поруватих тіл. На рис. 3 наведені побудовані за допомогою комп’ютера самоафінні фрактали, які називають “фрактальними деревами”. Ці та подібні їм множини використовують при моделюванні фізичних об’єктів гіллястої структури: дерев, русел річок, розрядів блискавок, нервової та кровоносної систем і т.п. [9, 10]

30


Рис. 1. Сніжинка Коха Рис. 2. Перші три кроки побудови губки Менгера

а) б) в) г)Рис. 3. Приклади самоафінних фракталів:

а) “лист папороті”, б-г) “дерева”У процесуально-методичному плані організація навчальної

діяльності студентів з превалюванням продуктивних методів навчання є одним із шляхів розвитку студентської творчості, але для вироблення справжньої дослідницької поведінки (exploratory behaviour), на наш погляд, потрібно сприяти “зануренню” студентів у дослідницьке середовище, намагатися забезпечити проведення навчального дослідження повного циклу: від постановки експерименту, збору експериментальних даних, застосування математичних методів для їх обробки до інтерпретації отриманих результатів. Прикладом такої експериментально-дослідницької роботи може слугувати забезпечення умов для математизації реальної ситуації з якомога повнішим комплексом дослідницьких дій. Так, для студентів, що навчаються за напрямом “Практична психологія” і засвоюють прикладну дисципліну “Математичні методи в психології” найпростішим способом створення такої ситуації є проведення та обробка результатів обстеження, у якому самі студенти (точніше – певні їхні особисті показники) виступали б об’єктами дослідження. Завдання і перебіг такої роботи детально описані в [1].

Крім того, поряд із контекстним навчанням проведення професійно-орієнтованих досліджень безпосередньо при вивченні прикладних математичних дисциплін, широкі можливості для формування дослідницьких компетентностей студентів має реалізація дослідницького потенціалу виробничої, зокрема магістерської практики, під час якої студенти можуть (безперечно, із дотриманням процедури відповідного погодження) проводити соціометричні, педагогічні

31


вимірювання, узагальнюючи та математично обробляючи отримані результати.

Висновки та перспективи подальших пошуків у напрямі дослідження. Використання потужного потенціалу прикладних математичних дисциплін надає широкі можливості для організації навчально-дослідницької діяльності, формування дослідницьких компетентностей студентів педагогічного університету, що є надто важливим чинником становлення майбутніх фахівців із вищою педагогічною чи психологічною освітою. Поряд з цим, підсумки проведеної роботи показали доцільність проведення подальших методичних пошуків у напрямку розробки рекомендацій щодо організації проектної діяльності студентів, пов’язаної з прикладними аспектами математики і комп’ютерними технологіями математичної обробки даних.

ЛІТЕРАТУРА 1. Вагіна Н.С. Професійна спрямованість науково-

дослідницьких робіт із прикладної статистики студентів педагогічного університету // Зб. наук. праць Бердянського державного педагогічного університету (Педагогічні науки). – №3. – Бердянськ : БДПУ, 2010. – С. 264–271.

2. Гаврилюк І. П. Методи обчислень : підручник: У 2 ч. / І. П. Гаврилюк, В. Л. Макаров. – К. : Вища шк., 1995. – Ч.1. – 367 с.

3. Драч І. І. Компетентнісний підхід як засіб модернізації змісту вищої освіти. Проблеми освіти : наук. зб. – К. : Інститут інноваційних технологій і змісту освіти МОН України. – 2008. – Вип. 57. – С. 44–48.

4. Наказ МОНУ №998 від 31.12.2004 р. “Про затвердження Концептуальних засад розвитку педагогічної освіти в Україні та її інтеграції в європейський освітній простір” [Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://www.mon.gov.ua/laws/MON_988.doc

5. Працьовитий М. В. // Фрактальний підхід у дослідженнях сингулярних розподілів. – К. : НПУ ім. Драгоманова, 1998. – 296 с.

6. Протасов А. Г. Сучасний стан та якість інженерної освіти в Україні / А. Г. Протасов // Педагогічний процес : теорія і практика. – К., 2009. – Вип. 2. – С. 221–232.

7. Раков С. А. Математична освіта : компетентнісний підхід з використанням ІКТ / С. А. Раков. – Х. : “Факт”, 2005. – 360 с.

8. Савенков А. И. Исследовательское обучение и проектирование в современном образовании [Электронный ресурс] – Режим доступа : http://www.abitu. ru/researcher/ methodics/teor/a _1xitfn.html? xsl:print=1 – Название с экрана.

9. Федер Е. Фракталы / Е. Федер. – М. : Мир, 1991. – 260 с. 10. Mandelbrot B. “The fractal geometry of nature”, 1977.

32



УДК 378.014:004.855Д. Я. Вертипорох,асистент(Бердянський державний педагогічний університет)

ІНФОРМАТИЗАЦІЯ ПРОФЕСІЙНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ ВЧИТЕЛЯ ТЕХНОЛОГІЙ

Постановка проблеми. Наприкінці ХХ-го століття роль знань у світі неймовірно зросла. Ступінь володіння знанням, або, більш узагальнено, інформацією починає визначати політичний і господарський статус держав. Для успішної роботи в таких умовах державам потрібні висококваліфіковані фахівці, що відповідають вимогам сучасності. Серед факторів, які найбільше впливають на розвиток системи формування професійних якостей фахівця в сучасних умовах, чільне місце посідає процес інформатизації системи освіти. Нові інформаційні технології все ширше використовуються як суспільний продукт, що забезпечує інтенсифікацію всіх сфер життєдіяльності. Тому на рубежі тисячоліть освіта перетворюється в одне із джерел найцінніших стратегічних ресурсів – людського капіталу й знань, що визначає загальний рівень розвитку суспільства. З урахуванням цього постає необхідність детального розгляду питань інформатизації професійної діяльності вчителя технологій.

Аналіз досліджень і публікацій. Питаннями інформатизації та комп'ютеризації освіти займалися М. Абдуразаков, В. Матросов, Н. Ничкало та інші вчені. Для досягнення науково-технічної й інформаційної незалежності нашої країни, існування її як рівноправного партнера міжнародного інтелектуального співтовариства Верховна Рада України прийняла Закон “Про національну програму інформатизаці”. “Комплексна інформатизація освіти, – йдеться в ньому, – повинна розглядатися як основна умова виховання молоді спроможною орієнтуватися в мінливих обставинах й адекватно діяти в сучасному середовищі. Молоде покоління необхідно навчити аналізувати проблемні ситуації, які постійно виникають, і самостійно знаходити раціональні способи орієнтації в них...” [3].

Мета статті. Інформатизація системи освіти в процесі професійної діяльності вчителя технологій супроводжується теоретичними дослідженнями питань використання засобів інформаційно-комунікативних технологій (ІКТ) у навчальному процесі та впровадження результатів цих досліджень в освітню практику. Інформатизація суттєво впливає на процес отримання нових знань. Нові технології навчання на основі інформаційних і комунікативних технологій дають змогу інтенсифікувати навчальний процес, підвищити швидкість сприйняття, розуміння та глибину засвоєння знань.

Сучасний період соціально-економічного та науково-технічного розвитку суспільства характеризується зміною основних видів людської діяльності. Центр ваги зміщується на ті з них, котрі пов’язані з сучасною

33


інформаційною технологією, що розширює можливості людей в управлінні технологічними та соціальними процесами. Інформатизація суспільства, у свою чергу, практично неможлива без комп'ютеризації системи освіти, у силу чого ця проблема посідає чільне місце в педагогічній науці. Пріоритетність проблеми підсилюється ще й тим, що вона є принципово новою. Вона виникла з появою комп'ютера, тобто в останні два десятиліття, і не може використати досвід минулих століть і тисячоліть, як це робиться в класичній педагогіці. Тому змушена розвиватися тільки “зсередини”, формуючи свою наукову базу одночасно в усіх необхідних сферах – філософії, педагогіці, психології й методиці. Ця обставина в поєднанні з начальною практичною необхідністю зумовлюють підвищену актуальність проблеми комп'ютеризації освіти. [4].

Як зазначалося вище, мета інформатизації освіти – підготовка людини до повноцінного життя в інформаційному суспільстві. Спираючись на проаналізовані дослідження і публікації, нами було узагальнені основні завдання інформатизації освіти: формування інформаційної культури людини, забезпечення розвитку її особистісних якостей, розкриття творчого потенціалу, підвищення ефективності навчально-виховного процесу на основі впровадження нових інформаційних технологій навчання (НІТН), надання діяльності творчого, дослідницького характеру, удосконалення управління освітою, інтенсифікація методичної роботи і наукових досліджень.

Відповідно до зазначеної мети можемо конкретизувати завдання освіти в цьому напрямку: удосконалення механізмів керування системою освіти на основі використання автоматизованих банків даних науково-педагогічної інформації, інформаційно-методичних матеріалів; удосконалення методології і стратегії добору змісту, методів і організаційних форм навчання, виховання, що відповідають завданням розвитку особистості в сучасних умовах інформатизації суспільства; створення методичних систем навчання, орієнтованих на розвиток інтелектуального потенціалу тих, хто навчається, на формування вмінь самостійно здобувати знання, здійснювати інформаційно-навчальну, експериментально-дослідницьку діяльність, різноманітні види самостійної діяльності з обробки інформації; створення й використання комп'ютерних методик, призначених для тестування і діагностування оцінки рівня знань тих, хто навчається.

Цілісне осмислення інноваційних процесів, які відбуваються в новій інформаційній структурі, вимагає з’ясування провідних тенденцій та суперечностей її розвитку. Процес інформатизації освіти в різних країнах має свої особливості, зумовлені ресурсними можливостями, освітніми, культурними, традиційними. Однак є загальні тенденції інформатизації освіти: розширюється сфера використання засобів ІКТ в освітньому процесі; засобів НІТН – у навчально-виховних закладах усіх типів; зростає роль засобів НІТН у професійній підготовці; здійснюється перехід від епізодичного до систематичного застосування засобів НІТН; з’являються принципово нові засоби навчання, відбувається інтелектуалізація навчальних систем; широко використовуються засоби 34


НІТН у позакласній та позашкільній роботі; здійснюється переведення багатьох видів управлінської діяльності на сучасну інформативну базу.

Академік І. Сергієнко [6] характеризує сучасний стан інформатизації в Україні такими досягненнями: сформована й реалізується державна політика у сфері інформатизації; прийнято закони України з питань Національної програми інформатизації; активно створюються нормативно-правова та нормативно-технічна бази сфери інформатизації; процес інформатизації перестає бути стихійним і набуває ознак керованості (важливу роль тут відіграє Урядова комісія з інформаційно-аналітичного забезпечення, Державний комітет зв'язку та інформатизації); утворився і набуває сили ринок сучасних інформаційних технологій та послуг; здійснюються заходи, спрямовані на захист інформації та забезпечення інноваційної безпеки держави в умовах застосування комп'ютерної техніки; розвивається міжнародне співробітництво у сфері інформатизації.

Вивчення вітчизняного й зарубіжного досвіду використання НІТН, зокрема комп'ютера, з метою навчання, а також теоретичні дослідження з проблем інформатизації освіти дозволяють констатувати, що використання комп'ютера в навчальному процесі впливає на роль засобів навчання: застосування ІТН реформує вже традиційно сформовану структуру навчального процесу. Зазначимо характерні риси навчального процесу із застосуванням ІТН: автоматизація процесів обробки, передачі інформації про об'єкти вивчення й керування навчанням; організація інформаційно-навчальної й експериментально-дослідницької діяльності; організація самостійної навчальної діяльності з подання й витягу знань; розширення і поглиблення теоретичних основ навчальних курсів унаслідок збільшення їх доступності для учнів завдяки можливостям засобів НІТН унаочнювати зміст навчання, доступу до будь-якої інформації, інтелектуалізації її інформаційних систем, що навчають; поява нових навчальних предметів, уведення в зміст навчання певної системи знань та евристичних засобів розв’язання завдань шляхом використання експертних систем навчального призначення.

Важливу роль відіграє ІКТН у розширенні і поглибленні фундаментальних знань, усебічному й ґрунтовному вивченні відповідної предметної галузі, формуванні знань, необхідних для пояснення причинно-наслідкових зв’язків досліджуваних процесів і явищ, пізнання законів реальної дійсності. ІКТН відкривають додаткові можливості щодо побудови інтегрованих курсів, посилення міжпредметних зв’язків, комплексності вивчення навколишньої дійсності; можливості вивчення реальних виробничих і соціальних ситуацій, унаслідок чого значно посилюється зв’язок навчання з життям, а результатам навчання надається практична значущість. Створюються умови для розкриття значного гуманітарного потенціалу природничих дисциплін, формування наукового світогляду, розвитку аналітичного і творчого мислення, свідомого ставлення до навколишнього світу; перерозподіл за значенням змістовних компонентів навчальних курсів. Стає можливим вилучення із змісту шкільних предметів певної частини матеріалу, який можна вивчати не всім (варіативна

35


частина), і доповнення їх новими розділами, що мають важливе теоретичне і прикладне значення.

Такий позитивний вплив на перебіг освітнього процесу досягається завдяки широким зображувальним можливостям засобів ІКТН; розширенню кола розв’язуваних завдань шляхом вивчення реальних виробничих і соціальних ситуацій, застосування ІКТН як засобів діяльності; підвищенню рівня проблемності завдань (інтелектуальні навчальні системи допоможуть учневі правильно розв’язати завдання різних рівнів проблемності); оновленню змісту завдань за рахунок включення ігрових компонентів, особливо правил оперування штучними об’єктами; уведенню принципово нових завдань, зокрема на побудову експертних систем навчального призначення, створення ігрових комп’ютерних програм тощо; можливостям моделювання спільної діяльності учня і педагога на будь-якому етапі навчання; широкій діалогізації навчального процесу, значному розширенню кола об’єктів діалогу (такими можуть бути будь-які компоненти задачі й усі аспекти її розв’язання); значній гнучкості управління навчальною діяльністю на основі широкого варіювання “поля самостійності”, індивідуалізації навчання, яка спирається на динамічну модель учня, психологічно обґрунтованого розподілу функцій між учнем і засобами ІКТ. Це дає змогу переходити учневі до самонавчання [2].

Інформатизація освіти спричиняє зміни у співвідношенні різних організаційних форм навчальної діяльності: збільшується частина самостійної, індивідуальної та групової роботи; розширюється обсяг практичних і лабораторних робіт, насамперед пошукового та дослідницького характеру, зростає значення позааудиторних занять.Незважаючи на це, відсутність комплексного підходу до проблеми використання ІКТН з метою модернізації освіти, недооцінка того, що застосування комп'ютера у відриві від інших засобів навчання, поза спеціалізованим кабінетом, не може привести до позитивних зрушень у підвищенні ефективності процесу навчання, спричинило поширення практики використання комп'ютера як засобу, призначеного для “латання дірок” традиційної методики навчання. Такий однобокий погляд на можливості використання ІКТН і комп'ютера зокрема дискредитує саму ідею інформатизації освіти. Необґрунтоване, неконтрольоване й надмірне захоплення комп'ютерними технологіями може приводити до однобічного розвитку особистості, невротичних станів, що при вираженій неврівноваженості людини може викликати хвороби.

Інформатизація освіти в силу специфіки самого процесу передачі знання вимагає ретельного відпрацьовування використовуваних ППЗ (педагогічних програмних засобів) і можливості їхнього широкого застосування. Крім того, прагнення активно впроваджувати сучасні інформаційні технології у сферу освіти повинне бути спрямоване на підвищення рівня і якості підготовки фахівців [1].

Нині перед суспільством постає завдання навчитися правильно, оптимально й безпечно застосовувати комп'ютер у всій системі освіти в цілому. У Національній доповіді Російської Федерації на ІІ Міжнародному конгресі ЮНЕСКО “Освіта й інформатика” лейтмотивом став тезис: “Як нові технології ефективно використати в освіті? ...Навіть 36


фахівці в галузі освіти розвинених країн на сьогоднішній день не можуть однозначно відповісти на ці питання й оцінити наслідку застосування комп'ютера й інформаційних технологій у сфері освіти. І це, незважаючи на те, що в їхній системі освіти комп'ютери використовуються набагато довше й більш ефективно, ніж у нас. Фахівці всього світу поки одностайно констатують тільки одне – застосування комп'ютера в цій сфері людської діяльності породило більше проблем, ніж вирішило” [5]. Аналізуючи цю тезу, слід зауважити, що йдеться про процес, пов'язаний із застосуванням інформаційних технологій у навчанні, і кваліфікованих фахівців, а не про організацію й супровід навчального процесу.

Зауважимо, що основні проблеми, які виникають при цьому, такі: як перебудувати навчальний курс для його комп'ютеризації; яку частку навчального матеріалу й у якому вигляді представити й реалізувати з використанням комп'ютера; як побудувати навчальний процес із застосуванням комп'ютера; які інформаційні технології використовувати для реалізації поставлених педагогічних і дидактичних завдань; як і якими засобами здійснювати контроль знань, оцінювати рівень закріплення навичок й умінь.

Сучасний етап застосування комп'ютерної технології в навчальному процесі полягає у використанні комп'ютера як засобу навчання не епізодично, а систематично, з першого до останнього заняття. Основна проблема при цьому полягає в методиці комп'ютеризації курсу, що має бути засвоєна тим, кого навчають. Можлива або повна перебудова й орієнтація на створення нових комп’ютеризованих курсів, або реалізація методики із частковою комп'ютерною підтримкою курсу. Іншими словами, йдеться про форму комп'ютерної підтримки процесу навчання. Для реалізації цих потреб, необхідний фахівець який буде повністю відповідати потребам сучасного інформаційного суспільства.

Висновки. Аналіз наукової літератури з порушених проблем свідчить, що є багато досліджень, які стосуються питань оновлення сучасної системи педагогічної освіти та процесу професійної підготовки вчителів за умов використання ІКТ. Назріла гостра потреба вдосконалення підготовки майбутніх фахівців щодо їх професіоналізму та створення умов для самодостатнього розвитку їхніх особистостей. У зв'язку з бурхливим розвитком мультимедійних засобів навчального призначення (енциклопедії, словники, навчальні ігри, гіпертекстові довідники, презентації й т.д.) назріла необхідність у розробці теоретичної системи підготовки студентів педагогічних вищих навчальних закладів до використання інформаційних технологій у своїй майбутній професії. Незважаючи на справжній бум електронних технологій на комп'ютерному ринку, використання їх у навчальному процесі педагогічних вишів носить фрагментарний характер. У сучасній психолого-педагогічній літературі не раз акцентувалася увага на великому дидактичному потенціалі електронних засобів, що дотепер не затребуваний вищою школою. Розв’язання цієї проблеми тісно пов'язане з актуальним завданням вищої школи щодо підготовки висококваліфікованих учителів ХХІ століття. Постіндустріальне суспільство інформаційних технологій більш зацікавлене в громадянах, здатних самостійно активно

37


діяти, приймати рішення, гнучко адаптуватися до умов життя. А отже, інформатизація професійно-педагогічної підготовки повинна забезпечувати достатній рівень інформаційної культури майбутнього вчителя; підвищити ефективність упровадження НІТН; удосконалити управління підготовкою майбутніх фахівців, інтенсифікувати наукові дослідження та методичну роботу.

Учитель технології в інформаційному суспільстві перестає виступати перед своїми учнями як джерело первинної інформації,а він перетворюється в посередника, що полегшує її одержання.

Перспективи подальших пошуків у напрямі дослідження. На наше глибоке переконання, процес інформатизації професійної діяльності вчителя технології є досить вагомим та стрімким у своєму розвитку. Але разом зі стрімким розвитком цього процесу виникає багато суперечностей та негативних факторів. Саме тому наші подальші наукові дослідження мають бути спрямовані на пошук найбільш продуктивних шляхів та методик впровадження інформатизації в освітній процес.

ЛІТЕРАТУРА1. Дзюба Л. А. Психологічні чинники впровадження сучасних

освітніх технологій у ВНЗ / Л. А. Дзюба // Освіта. – 2003. – № 4. – С. 12.2. Закон України “Про освіту” від 23 травня 1991 р. // Відомості

Верховної Ради. – 1991. – № 3. – С. 451.3. Концепція педагогічної освіти України. – К. : Либідь, 1991. – 28 с.4. Концепция использования новых информационных технологий

в организационно-методическом обеспечении учебного заведения. – М. : Российский Центр информатизации образования, 2002. – 16 с.

5. Политика в сфере образования и новые информационные технологии. Национальный доклад России : 2-й Международный конгресс ЮНЕСКО “Образование и информатика” (Москва, 1996). – М. : ИИТО ЮНЕСКО, 1997.

6. Сергієнко І. В. Про основні напрями створення інтелектуальних інформаційних технологій / І. В. Сергієнко // Системні дослідження та інформаційні технологїї. – 2002. – № 1. – С. 39-64.

УДК 378.147А. К. Волошина,кандидат педагогічних наук, доцент(Бердянський державний педагогічний університет)

МУЛЬТИМЕДІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ НАВЧАННЯ ФІЗИКИ

Постановка проблеми. Одним із актуальних завдань сучасної фізичної освіти є підвищення її якості. Розв’язання цієї проблеми пов’язане з розширенням інформаційного освітнього простору, реалізація особистісно-орієнтованого навчання в умовах профільної освіти. Це в свою чергу вимагає не тільки модифікації організаційних 38


форм навчання, але й змістової та методичної інтеграції дидактичних інновацій та мультимедійних технологій.

Специфіка всіх аудіовізуальних (мультимедійних) засобів навчання полягає в можливості надавати таку навчальну інформацію, яку не можливо глибоко засвоїти без спеціальної апаратури. Унаочнення сучасного уявлення фізичних процесів та явищ мікросвіту та макросвіту, математичне моделювання експериментальних фізичних дослідів, проведення шкільного фізичного експерименту, віртуальних лабораторних робіт засобами мультимедійних технологій допомагає створити ефективне навчальне середовище з фізики.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Проблемам використання освітнього та виховного потенціалу мультимедійних технологій у навчально-виховному процесі приділяли увагу велика кількість дослідників, зокрема А. Берг, Б. Гершунський, А. Денисов, М. Жалдак, В. Ізвожчиков, Е. Машбиць, Е. Полат та багато інших.

У методиці навчання фізики активно досліджувалися навчальні можливості технічних (аудіовізуальних) засобів та відповідного програмного забезпечення, електронних підручників, програм для обробки результатів вимірювань та здійснення контролю знань, комп’ютерних проектів (Л. Благодаренко, В. Гриценко, Ю. Жук, О. Іваницький, А. Касперський, В. Лапінський, В. Межуєв, В. Савченко, О. Сергєєв, В. Сумський, М. Шут та інш.).

Але необмежені можливості для створення інформаційного навчального середовища, представлення аудіовізуальної інформації щодо фізичних процесів та явищ, моделювання фізичних процесів, що вивчаться за допомогою сучасних мультимедійних засобів, потребують ще подальшого опрацювання. Отже, метою нашої статті є дослідження можливостей застосування мультимедійних технологій викладання фізики.

Виклад основного матеріалу дослідження. Розв'язання проблеми інтеграції сучасних технологій навчання з можливостями мультимедійних технологій у системі освіти означає перебудову змісту й організаційних форм навчальної діяльності, розробку сучасних засобів інформаційно-технологічної підтримки і розвитку навчального процесу. Реалізацією такої стратегії є інформаційне середовище навчання на засадах спеціалізованих програмно-інструментальних засобів і освітнього контента, яке можна визначити як інформаційно-ресурсне або контентне віртуальне середовище навчання [1]. Таке інтегроване середовище навчання є основою взаємодії та інтерактивного спілкування суб'єктів освітнього процесу – учителів і учнів. Інформаційне середовище є практичним інструментарієм підготовки і проведення уроків, створення цифрових навчальних матеріалів із забезпеченням доступу учнів до мережевих освітніх ресурсів.

Відповідно до концепції інноваційних технологій навчання освітнє середовище з фізики складається з інформаційно-технологічного та матеріально-ресурсного компонентів [4]. До матеріально-ресурсного компоненту відносяться світлотехнічні (візуальні), звукотехнічні (адитивні) та мережеві засоби.

39


Можливості освітніх Інтернет-ресурсів (фізичні тематичні словники, довідники, енциклопедії, демонстраційні фрагменти, інструктивно-методичні, дидактичні матеріали, лабораторні комплекси on-line, у яких інтегровані текстові та відповідні аудіальні й візуальні компоненти навчального матеріалу) дозволяють здійснити інтерактивні методи навчання, створювати навчальні проекти.

До інформаційно-технологічного компоненту відносяться мультимедійні технології, що складає анімаційну графіку, відеофільми, звук, інтерактивні можливості, використання віддаленого доступу і зовнішніх ресурсів, роботу з базами даних, які дозволяють на якісно новому рівні організувати навчально-пізнавальну діяльність учнів з фізики, виконуючи мотиваційну, ілюстративну, узагальнюючу, контрольну функції.

Відповідно до світового досвіду на зміну текстографічним електронним продуктам приходять високоінтерактивні, мультимедійно насичені електронні освітні ресурси (ЕОР), при проектуванні яких ураховується можливість їх мережевого розповсюдження для забезпечення телекомунікаційного доступу до освітніх ресурсів.

Розглянемо психолого-педагогічні та методичні особливості застосування мультимедіа при вивченні фізики.

Мета ефективного навчання – забезпечити формальні можливості отримання комплексних знань і розвитку процедурного (яким можна оперувати) знання. У розвивальній моделі навчання наголос робиться на створенні для учнів можливості здобувати все більш складні знання і здатності і оцінювати, як вони застосовуються в реальних ситуаціях. Виходячи зі сказаного, мультимедійне навчання, поза сумнівом, потенційно розширює обсяг і різноманітність інформації, доступної учням.

Майєр представляє процес отримання інформації через два основні канали – вербальний і візуальний, що пояснює ефективність мультимедіа, тому що використовуються обидва канали [9]. Надаючи учневі можливість сприймати відео і аудіо, мультимедіа має перевагу перед кожною з цих можливостей окремо. Крім того, оскільки ці два канали обробки інформації дуже різні, то їх комбінація в мультимедіа дуже успішна, оскільки використовує обидві системи. Зв'язки між текстом і графікою потенційно дозволяють глибше зрозуміти і краще побудувати ментальну модель. Дослідники зазначають, що мультимедіа допомагає навчатися легше, оскільки забезпечує використання різних потоків інформації, яку наш мозок засвоює нелінійно.

Мультимедіа є з'єднанням різних типів цифрового контента таких, як текст, зображення, звук і відео в інтегрований мультисенсорний інтерактивний додаток або уявлення для доставки повідомлення чи інформації навчальній аудиторії.

Т. Хеде, А. Хеде [8] розробили модель, яка описує безліч чинників, що впливають на процес навчання через мультимедіа: візуальне/аудіальне сприйняття, увага, робоча пам'ять (обробка даних), тривала пам'ять, навчання, управління учнями, мотивація, стиль навчання, когнітивне залучення, інтелект, рефлексія).

Модель допомагає розробникам ураховувати, які чинники роблять мультимедіа більш ефективними для навчання. Правильно 40


розроблені мультимедіа набагато краще, ніж текстова інформація, допомагають учням побудувати точну й ефективну ментальну модель.

Наведемо принципи впливу мультимедіа на запам'ятовування і передачу інформації, виходячи з наукового уявлення про мислительні процеси (обмеженість робочої пам'яті й принципів кодування в довготривалій пам'яті) [9]:

- Мультимедіа (навчання з використанням тексту і графіки краще, ніж з використання тільки тексту).

- Просторовий зв'язок (якщо при навчанні текст супроводжується графікою, краще, коли кореспондуючі текст і графіка розташовуються поряд один з одним).

- Часовий зв'язок (якщо при навчанні текст супроводжується графікою, краще, коли кореспондуючі текст і графіка з'являються одночасно, а не послідовно).

- Логічність (при навчанні краще, якщо текст, графіка або звук не надмірні).

- Модальність (при навчанні краще, якщо анімація супроводжується дикторським голосом, ніж якщо анімація супроводжується екранним текстом).

- Надмірність (при навчанні краще, якщо анімація супроводжується дикторським голосом, ніж якщо анімація супроводжується і дикторським голосом і екранним текстом).

- Індивідуальні відмінності (ефект цих принципів сильніше виражений при початкових знаннях, ніж знаннях високого рівня).

Цифрові освітні ресурси з фізики складаються з електронних навчальних модулів (ЕНМ) трьох типів: інформаційного, практичного та тестового. Завдяки своїй багатофункціональності ЕНМ з фізики можна використовувати на всіх стадіях організованого навчального процесу і самопідготовці учнів. Висока ступінь інтерактивності даних ЕНМ і форм їх взаємодії з навчальним змістом підвищують рівень самостійності учнів, дозволяючи використовувати ЕНМ для дистанційного навчання. Домінантою у використовуванні ЕОР є розширення самостійної роботи учнів.

Перелік нових педагогічних інструментів, що реалізовані завдяки використовуванню ЕНМ, включає [2]: інтерактив (діалоговий режим); мультимедіа (аудіовізуальне представлення фрагмента реального або уявного світу); моделінг (імітаційне моделювання з аудіовізуальним віддзеркаленням змін суті, вигляду, якостей об'єкту); комунікативність (забезпечується телекомунікаціями); продуктивність ( продуктивність праці користувача).

За структурою ЕНМ поділяється на теоретичну, практичну та контрольну складові.

До контрольних ЕУМ можна віднести: перевірка засвоєння знання нового матеріалу за допомогою контролю навиків продуктивних видів діяльності; перевірка здійснюється вчителем або вбудованими засобами без можливості демонстрації правильної відповіді.

ЕНМ поділяються на три рівні інтерактивності [2].I. Рівень умовно-пасивних форм взаємодії (читання тексту,

проглядання графіки і відео, прослуховування звуку).41


II. Рівень активних форм взаємодії (навігація по гіперпосиланнях, проглядання тривимірних об'єктів, завдання на вибір варіанту відповіді).

III. Рівень діяльнісних форм взаємодії (завдання на введення чисельної відповіді, переміщення і поєднання об'єктів, робота з інтерактивними моделями).

Завдяки своїй багатофункціональності ЕУМ з фізики можна використовувати на всіх стадіях організованого навчального процесу і при самопідготовці учнів. Високий ступінь інтерактивності ЕУМ і форм їх взаємодії з навчальним змістом підвищують рівень самостійності учнів, дозволяючи використовувати ЕУМ для дистанційного навчання.

Реалізація матеріально-ресурсного компонента освітнього середовища передбачає втілення інформаційно-технологічного компонента за допомогою відповідної комп'ютерної програмно-технічної презентаційної системи, складовою якої можуть бути інтерактивні електронні дошки.

Інтерактивна дошка (ІД) – це сенсорний інтерактивний екран, який підключається до комп'ютера. Зображення з комп'ютера на ІД передає мультимедійній проектор, підключений до цього комп'ютера. Досить дотику до поверхні дошки, щоб почати роботу в інтерактивному середовищі. Спеціальне програмне забезпечення, яким комплектується ІД, дозволяє готувати авторські уроки і навчальні завдання, працювати з текстами і об'єктами, аудіо- і відеоматеріалами, ресурсами Інтернет, робити позначки і записи електронним маркером прямо поверх відкритих документів будь-яких комп'ютерних додатків, зберігати інформацію.

ІД створена для використання в комплекті з комп’ютером і мультимедійним проектором і складає програмно-технічний або програмно-технологічний навчальні комплекси. Вони відрізняються один від одного не вагогабаритними й технічними характеристиками ІД, проекторів і комп’ютерів, а можливостями програмного забезпечення ІД, що входить до комплекту з ними.

Три головні розділи програмного забезпечення ІД марки SMART Board IWB:

- Забезпечення управління прикладними комп’ютерними програмами з поверхні дошки.

- Забезпечення універсальної технології роботи з інформацією в закладах системи освіти.

- Програмна оболонка для створення авторських навчальних програм.

Можливості програмно-технологічних навчальних комплексів з ІД марки SMART Board IWB.

Програмне забезпечення комплексу дозволяє одночасно працювати з текстом, графічним зображенням, відео- й аудіо матеріалами, керуючи процесом роботи за допомогою руху руки по сенсорній поверхні дошки:

• будь-яке зображення на поверхні дошки (написане або надруковане слово, літеру, цифру, лінію, фігуру, фотографію, екран з відео роликом тощо) можна пересувати в будь-яке місце дошки, збільшувати і зменшувати, рухати навколо осі, клонувати, групувати та 42

http://www.smartboard.com.ua/ru/practice/35.htm


розгруповувати, видаляти, пересувати в новий файл-сторінку і назад, доторкнувшись пальцем до зображення;

• можна здійснювати покадрове охоплення матеріалів, вирізаючи фрагменти відеофільмів, частини фотографій з потрібними об’єктами, друкованого тексту;

• будь-які файли – текстові, графічні, відео-, гіперпосилання можна переносити з жорсткого диска комп’ютера, з мережевого ресурсу будь-якого рівня на поверхню дошки;

• можна здійснювати повний відеозапис усього процесу роботи з інформацією на дошці, зберігати її в пам’яті комп’ютера, створюючи багату колекцію відеозаписів проведених занять з фізики.

Висновки. Отже, мультимедійні технології дозволяють на якісно новому рівні організувати навчально-пізнавальну діяльність учнів, забезпечити підвищення рівня позитивної мотивації учнів до вивчення фізики, розширення можливостей щодо створення проблемних ситуацій у процесі навчання фізики, пошуково-творчої діяльності.

Перспективи подальших пошуків у напрямі дослідження полягають у розробці методичної системи використання мультимедійних технологій у навчанні фізики.

ЛІТЕРАТУРА1. Гуревич Р. С. Застосування мультимедійних засобів навчання

та глобальних інформаційних мереж у наукових дослідженнях : посібник / Гуревич Р. С., Шестопалюк О. В., Шевченко Л. С. – Вінниця, 2004. – 135 с.

2.Интернет-порталы : содержание и технологии. /сб. научн. ст. – Вып. 4 [редкол.: А.Н. Тихонов (пред.) и др.]; ФГУ ГНИИ ИТТ “Информика”. – М. : Просвещение, 2007. - 606 с.

3. Кречетников К. Г. Проектування креативної освітнього середовища на основі інформаційних технологій у вузі / К. Г. Кречетников. – М. : Госкоорцентр, 2003. – 41 с.

4. Лактіонов О. Б. Мультимедіа – новий напрям комп’ютеризації освіти / О. Б. Лактіонов // Рідна школа. – 1993. – №3. – С. 25.

5. Полат Е. С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования / Е. С. Полат. – М. : Издательский центр “Академия”, 2003. – 272 с.

6. Робота з мультимедійною дошкою / упоряд. В. Лапінський. – К. : Шкільний світ, 2008. – С. 112.

7. Щаннікова Л. М. Особливості застосування мультимедійних технологій на уроках іноземної мови на початковому рівні навчання [Електронний ресурс] / Л. М. Щаннікова. – Режим доступу : http://www.confcontact.com/2009specpr/ shanni.htm.

8. Hede T. and A. Hede (2002). Multimedia effects on learning: Design implications of an integrated model. In S. McNamara and E. Stacey (eds.), Untangling the Web: Establishing Learning Links. Proceedings ASET Conference 2002. Melbourne, 7-10 July. [Електронний ресурс] / T. Hede, A. Hede – Режим доступу : http://www.aset.org.au/

43

http://www.aset.org.au/confs/2002/hede-t.html



http://www.confcontact.com/2009specpr/


9. Mayer R. E. (2003). The promise of multimedia learning: Using the same instructional design methods across different media. Learning and Instruction, 13, 125-139. [Електронний ресурс] / R. E. Mayer. – Режим доступу : http://www.unisanet.unisa.edu.au/

УДК 378.148 І. В. Кірєєва,кандидат педагогічних наук, доцент (Бердянський державний педагогічний університет)

АКТУАЛЬНІ ТЕНДЕНЦІЇ В ПІДГОТОВЦІ МАЙБУТНІХ ФАХІВЦІВ ДО ДІЯЛЬНОСТІ В УМОВАХ ІННОВАЦІЙНОГО ОСВІТНЬОГО

ПРОСТОРУ

Постановка проблеми. Однією з передумов входження України до єдиного Європейського освітнього простору є впровадження відповідних норм в освіті й науці. Необхідність удосконалення української системи освіти, підвищення її рівня якості є важливим завданням, що обумовлено потребами формування позитивних умов для становлення й реалізації студента як майбутнього професіонала та його особистісної самореалізації. Вирішення цієї проблеми можливе за умови підготовки майбутнього педагога, який володіє ґрунтовними знаннями, має розвинені педагогічні здібності, досконалі професійні уміння, професійну самосвідомість, педагогічне мислення, володіє навичками самонавчання, самовдосконалення. Тому формування готовності майбутнього педагога до професійної діяльності в сучасних умовах набуває особливої значущості. Педагогічні вищі навчальні заклади покликані забезпечити високий рівень професійних знань, умінь студентів, сформувати творчу активність сучасного педагога, здатного до самовдосконалення, дослідницької та інноваційної діяльності.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Інноваційна діяльність у галузі освіти регламентована відповідними нормативними документами: Законом України “Про інноваційну діяльність”, Положенням “Про порядок здійснення інноваційної діяльності в системі освіти України”.

Серед науковців, які зробили значний внесок у розробку проблеми підготовки майбутнього вчителя до інноваційної діяльності, необхідно назвати І. Авдєєва, Л. Березовську, В. Гінзбурга, Л. Даниленка, І. Дичківську, О. Кіяшко, Н. Клокар, О. Козлову, В. Ляудіс, Є. Макагон, В. Паламарчука, О. Попову, М. Поташкіну, Б. Сазонову, О. Сидоренка, В. Скнар, В. Сластьоніна, В. Толстого, Р. Чуйко, Т. Шемет, П. Щедровецького, В. Шукшинову,. Інноваційна діяльність у галузі освіти досліджується педагогічною інноватикою – окремою галуззю педагогіки. Над проблемами інноватики працюють сучасні вітчизняні педагоги, вчені( І. Бех, Л. Буркова, Л. Даниленко, І. Зязюн, О. Киричук, О. Козлова, В. Кремень, В. Мадзігон, К. Макагон, 44

http://www.unisanet.unisa.edu.au/edpsych/External/EDUC_5080/Mayer.pdf




С. Подмазін, В. Пінчук, О. Савченко, А. Сологуб, Н. Федорова, А. Фурман, М. Ярмаченко та ін.).

Метою цієї статті є розкрити найважливіші сучасні тенденції підготовки майбутніх учителів до інноваційної діяльності.

Сучасна освіта під впливом науково-технічного прогресу та інформаційного буму вже тривалий час перебуває в стані неперервного організаційного реформування та переосмислення усталених психолого-педагогічних цінностей. Особливу роль при цьому відіграє інноваційний потенціал суспільства, що потребує людей, здатних системно й конструктивно мислити, швидко знаходити потрібну інформацію, приймати адекватні рішення, створювати принципово нові ідеї в різних галузях знання. А це у свою чергу формує соціальне замовлення на нові підходи в системі освіти, педагогічне мислення, ставлення педагога до своєї діяльності, результатом якої має бути виховання “інноваційної людини”. Для цього в освітній сфері має панувати дух творчості, постійного пошуку, які є живильним середовищем для нових ідей, шукань, досягнень. Професійна зорієнтованість на інноваційну діяльність формується під час навчання в педагогічному виші. Цей період, коли майбутній педагог особливо чутливий до складних проблем освіти, педагогічних ситуацій, вважають сенситивним (сприятливим) для розвитку мотиваційно-ціннісного ставлення до педагогічних інновацій. Як свідчить аналіз, для багатьох педагогів-практиків характерний низький рівень сформованості інноваційної поведінки, готовності до такої діяльності, що значною мірою є породженням традиційного вузівського навчання.

При підготовці майбутніх педагогів до інноваційної діяльності взаємодія викладача зі студентами має бути неперервною і цілісною для розвитку особистості. Обов’язковою є особистісна зорієнтованість та професійно-практична спрямованість (варіативність змісту занять у зоні актуальних ціннісних орієнтацій майбутніх педагогів і запитів педагогічної практики). Альтернативність та свобода вибору (спільне планування, диференційовані завдання тощо) також є важливим компонентом для формування майбутніх фахівців. Усвідомленість професійно-особистісного розвитку під час педагогічної взаємодії (рефлексія, корекція власної діяльності), творче самовираження, співпраця та співтворчість – ось те, до чого повинен прямувати кожний молодий педагогічний фахівець.

Для налаштованості студентів до творчого пошуку необхідно допомогти їм у набутті впевненості у стосунках з однокурсниками, викладачами. Інноваційне навчання переконує у значущості таких напрямів розвитку професійних якостей педагога, як емоційність мислення, формування нового типу спілкування та комунікативних здібностей, розвиток здатності до внутрішнього діалогу як основи самопізнання, проблематизації спілкування, лабільності (змінності) його способів, зміни ролей. Формуванню інноваційної поведінки педагога сприяє використання рефлексивно-інноваційних методів. Особливість їх полягає в принциповій інноваційній відкритості, творчому розумінні кожного педагогічного завдання. Рефлексивно-інноваційні методи допомагають актуалізувати, переосмислити попередній досвід, виявити

45


нові відношення і проблеми навчально-виховного закладу майбутнього, налаштувати себе на зацікавлене конструктивне ставлення до новацій.

Професіоналізація викладача і входження його в інноваційний режим роботи неможливі без творчого самовизначення, в якому провідну роль відіграють інноваційні педагогічні технології. Вони розглядають не тільки як налаштованість на сприйняття, продукування і застосування нового, а насамперед відкритість. Інноваційні педагогічні технології як принцип педагогіки забезпечують умови розвитку особистості, здійснення її права на індивідуальний творчий внесок, особистісну ініціативу, свободу саморозвитку [5].

Деякі дослідники тлумачать їх як комплексний, інтегрований процес, що охоплює суб'єктів, ідеї, способи організації інноваційної діяльності й забезпечує результативність нововведення. До інновацій зараховують не лише створення нових засобів, а й сутнісні зміни, які проявляються у новому способі діяльності, стилі мислення. У цьому контексті вважають інноваційними підходи, що перетворюють характер навчання стосовно його цільової орієнтації, взаємодії викладача і студентів, їх позиції в навчальному процесі.

Інноваційні педагогічні технології мають гуманістичну спрямованість у системі освіти, зумовлену співіснуванням і складними взаєминами в науці й практиці традиційної педагогіки. Інноваційні педагогічні технології належать до системи загального наукового і педагогічного знання. Вони виникли і розвиваються на межі загальної інноватики, методології, теорії та історії педагогіки, психології, соціології та теорії управління, економіки освіти. Інноваційні педагогічні технології є однією з домінуючих тенденцій розвитку людства [4].

Таким чином, інноваційні педагогічні технології – це системні процеси цілеспрямованої дії на “студента”, спрямовані на задоволення всієї сукупності його потреб; це новостворені або вдосконалені педагогічні системи, що забезпечують високий рівень навчально-виховного процесу.

Сучасні інноваційні педагогічні технології характеризуються тим, що: збагачують навчальний процес за рахунок упровадження активних, аналітичних і комунікативних способів навчання та представлення викладачів і студентів про освітню діяльність; забезпечують високий рівень навчально-виховного процесу; формують компетентність майбутніх фахівців; забезпечують становлення аналітичних, організаційних, проектних, комунікативних навичок; розвивають здібності до прийняття вірних рішень у нестандартних ситуаціях; формують вміння будувати власні освітні програми; є ресурсом для зміни змісту освіти і структури начального процесу відповідно до міжнародних вимог; підвищують показники досягнень структурних компонентів процесу технологізації навчання; орієнтовані на стимулювання творчого потенціалу.

Особливу увагу при проектуванні інноваційних педагогічних технологій необхідно приділяти чіткості й визначеності фіксації результатів, наявності критеріїв їхнього досягнення, покроковій і формалізованій структурі діяльності. Уже розроблено багато методик і 46


педагогічних технологій, за допомогою яких можна підсилити особистісно-орієнтований підхід до навчання. Але кожна з них вирішує, як правило, чітко визначене коло завдань. Оптимальним при розробці конкретної технології навчання є конструктивне поєднання інструментарію, який традиційно використовується в навчанні, з арсеналом засобів інноваційних педагогічних технологій.

На нашу думку, педагогічні інновації в практиці підготовки фахівців мають бути послідовно проведені в усіх формах роботи з ними і охоплювати як загальнометодичні рівні навчального процесу (нові навчально-методичні матеріали, нові методи тестування, використання сучасних інформаційних і комунікаційних технологій, діалогічний метод освіти, який перетворює інформацію в знання і розуміння), так і його практичні ланки, які дозволяють об’єднувати теорію і практику освіти. Організація навчально-виховного процесу з підготовки майбутніх фахівців сучасного типу – конкурентноспроможних, які вміють мислити стратегічно і водночас ситуаційно-прагматично, здатних органічно забезпечувати соціальну ефективність потребує нестандартних, інноваційних освітньо-педагогічних методик, методів, практики і засобів навчання. “Необхідність забезпечити доступ до нових педагогічних та дидактичних підходів та їх розвиток з тим, щоб вони сприяли оволодінню навичками і розвивали компетентність і здібності, пов’язані з комунікацією, творчим і критичним аналізом, незалежним мисленням у полікультурному контексті, коли творчість також засновується на поєднанні традиційних або місцевих знань і навичок із сучасною наукою і технікою” [3,c. 29-33].

Висновки дослідження. Отже, інноваційні педагогічні технології в процесі професійної підготовки майбутніх фахівців покращують засвоєння навчального матеріалу, зменшують час на вирішення стандартних завдань та допомагають знайти розв'язки нестандартних, стимулюють творчий потенціал, зумовлюють позитивне ставлення до навчальних дисциплін, підвищують рівень інформаційної культури та створюють умови для повноцінного розкриття їх як особистостей. Тому застосування інноваційних педагогічних технологій є однією з умов якісної підготовки майбутнього фахівця

Перспективою подальших пошуків у напрямі дослідження. Конкурентоздатному фахівцю тією чи іншою мірою необхідна науково-дослідна підготовка з метою подальшого відтворення нових знань, тиражування досягнень науки, їх апробації й упровадження в педагогічну практику, застосування науково обґрунтованого підходу до супроводу інноваційних процесів тощо. У такій ситуації отримання студентами наукових знань у готовому вигляді стає неефективним, акцент зміщується на оволодіння методами отримання інформації. Національною стратегією розвитку освіти в Україні на 2012–2021 рр. передбачено поглиблення міжнародного співробітництва у сфері освіти, спрямованого на інтенсифікацію інтегрування національної системи освіти у міжнародний освітній простір [7, с. 28]. Це включає розширення участі вітчизняних педагогічних навчальних закладів у проектах та програмах міжнародних організацій та співтовариств, зокрема:

47


1) бакалаврського рівня підготовки (IREX – Представництво ради міжнародних наукових досліджень та обмінів (діє з 1995 р.); UGRAD – Програма обміну для студентів 1 – 3 курсів ВНЗ України (з 2006 р.); ТЕМПУС – одна з програм Європейського співтовариства, розроблена для надання допомоги соціально-економічним перетворенням у країнах-партнерах (з 2007 р.); Еразмус Мундус – програма співпраці та мобільності у сфері вищої освіти (з 2004 р.); 2) магістерського рівня (Стипендії ім. Фулбрайта (з 1992 р.); програма стипендій ім. Едмунда С. Маскі (з 2006 р.); DAAD – Німецька академічна служба обмінів (із 2005 р.); 3) програми формування лідерських якостей (Американські Ради з міжнародної освіти: ASTR/ACCELS – FLEX – Програма обміну майбутніх лідерів (з 1992 р.); освітні програми Британської Ради в Україні: (програма “Global Gateway”: міжнародна освіта – творча співпраця), Інтернет-портал (із 2004 р.); молодіжна програма “People to people International” (із 2004 р.) та ін. Розширення наукових досліджень, застосування інноваційних технологій навчання і виховання студентів, створення відповідної інформаційної бази вітчизняних педагогічних навчальних закладів стане гарантом їхньої участі у реалізації цих програм.

ЛІТЕРАТУРА1.Андрущенко В. П. Світанок Європи: Проблема формування

нового учителя для об’єднаної Європи ХХІ століття / В. П. Андрущенко. – К. : Знання України, 2011. – 1099 с.

2.Бойко А. М. Виховання людини : нове і вічне / А. М. Бойко. – Полтава : Техсервіс, 2006. – 568 с.

3.Грабовська Т. І. Інноваційний розвиток освіти : особливості, тенденції, перспективи / Грабовська Т. І., Талапканич М. І., Химинець В. В. – Ужгород, 2006. – 232 с.

4.Дем’яненко Н. М. До обґрунтування феномену “наукова школа” / Н. М. Дем’яненко // Історико-педагогічні студії: науковий часопис НПУ імені М. П. Драгоманова. – 2008. – Вип. 2. – С. 176 – 178.

5.Дичківська І. М. Інноваційні педагогічні технології : навч. посіб. – К. : Академвидав, 2004. – 352 с.

6.Кремень В. Г. Система освіти в Україні // Неперервна професійна освіта : філософія, педагогічні парадигми, прогноз : монографія / В. П. Андрущенко, І. А. Зязюн, В. Г. Кремень та ін. [за ред. В. Г. Кременя]. – К. : Наукова думка, 2003. – 853 с.

7.Проект Національної стратегії розвитку освіти в Україні на 2012 – 2021 рр. – Офіційне видання Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України. – Чернівці : Видавничий дім “Букрек”, 2011. – 32 с.

8.Сериков В. В. Природа педагогической деятельности и особенности профессионального образования педагога / В. В. Сериков // Педагогика. – 2010. – № 5. – С. 29 – 37.

9.Сластенин В. А. Педагогика : инновационная деятельность / Сластенин В. А., Подымова Л. С. – М. : ИИП. Изд-во “Магистр”, 1997. – 224 с.

10. Факторович А. А. Сущность педагогической технологии / А. А. Факторович // Педагогика. – 2008. – № 2. – С. 19 – 27.48


УДК 519.87:519.677 І. В. Кірєєва,кандидат педагогічних наук, доцент Л. В. Горяніна,магістрантка(Бердянський державний педагогічний університет)

МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ В ЗАДАЧАХ ПРИКЛАДНОЇ СПРЯМОВАНОСТІ

Постановка проблеми. Математика і вища математична освіта відіграють особливу роль у підготовці майбутніх спеціалістів у галузі математики, техніки, комп'ютерних та інформаційних технологій. На сучасному етапі реформування системи математичної освіти провідною тенденцією модернізації її змісту виступає посилення прикладної спрямованості навчання. У Державному стандарті базової і повної загальної середньої освіти (від 23 листопада 2011 р.) в галузі математики наголошується на важливості формування в учнів уявлення про математику як про потужний метод вивчення й перетворення навколишнього світу.

Аналіз досліджень і публікацій. Більшість сучасних математиків виділяють дві позиції, які відповідають нашому баченню ролі й місця математики та математичної освіти в сучасному суспільстві:

математика завжди була і повинна бути невід'ємною і найістотнішою складовою загальнолюдської культури, вона є ключем до пізнання навколишнього світу, базою науково-технічного прогресу і важливою компонентою розвитку особистості;

математична освіта є благо, на яке має право будь-яка людина, і обов'язок суспільства (держави і всесвітніх організаційних структур) надати кожній особистості можливість ним скористатися.

Зазначеній проблемі присвячено багато праць відомих учених-математиків і методистів: М. Ігнатенка, Л. Соколенко, 3. Слєпкань, С. Варданяна, Г. Глейзера, Г. Дорофеева, Н. Терешина, Г. Бевз, Л. Лук’янова та ін. Відомий учений та методист 3. Слєпкань [8] зазначає: “Часто з учнями розв'язуються прикладні задачі із штучними ситуаціями, яких насправді не буває ні в житті, ні в тих галузях науки чи виробництва, до яких належить задача” [8,с.85]. Саме тому необхідно, на погляд відомих дослідників, доповнити зміст підручників зі шкільного курсу математики прикладними задачами.

Метою цієї статті є використання математичного моделювання у задачах шкільного курсу.

Виклад основного матеріалу дослідження. У методиці навчання математики існують різні тлумачення поняття “прикладна спрямованість”. Ю. Колягін і В. Пікан розрізняють поняття “прикладна” і “практична” спрямованість. “Прикладна спрямованість навчання математики – це орієнтація змісту і методів навчання на застосування

49


математики в техніці і суміжних науках; у професійній діяльності; у народному господарстві і побуті” [7,с.54].

Практична спрямованість навчання математики – “це спрямованість змісту і методів навчання на розв'язування задач і вправ, на формування у школярів навичок самостійної діяльності математичного характеру” [2,с.115].

Звичайно, у реальному процесі навчання прикладна і практична спрямованість функціонують спільно. Високий рівень узагальнення і абстракції математичних понять, складність теоретичного матеріалу роблять особливо актуальною проблему реалізації прикладної спрямованості в навчанні математики в школі. Для успішної участі в сучасному суспільному житті особистість повинна володіти певними прийомами математичної діяльності та навичками їх застосувань до розв'язання практичних задач.

Математичне моделювання – потужний метод пізнання зовнішнього світу. Аналіз математичної моделі дозволяє проникнути в суть досліджуваних явищ. Математичні моделі використані в усіх сферах життя і діяльності людини. Одними з головних завдань в навчанні є розвиток творчих і дослідницьких здібностей учнів. На уроках математики учні мають займатися дослідницькою роботою при розв’язанні задач. При цьому вони повинні навчитися чітко формулювати завдання, розв’язувати його й оцінювати отриманий результат. Рішення за моделлю приводить до відповіді і проникнення в сутність проблеми без збору всіх даних і аналізу проблеми в повному обсязі.

Розрізняють різні види моделей: фізичні, математичні, природні. Фізична модель являє собою об'єкт великого розміру в зменшеному вигляді. Електропоїзд, що бігає навколо різдвяної ялинки, – приклад фізичної моделі. Це маленька копія звичайного великого залізничного потяга, що має ті ж складові частини, освітлення, свисток і т.д.

Інший вид – математична модель. Як модель вона також є маленькою робочою копією повномасштабної задачі, наприклад: моделі лінійного програмування. Математичні моделі зазвичай складаються з рівнянь чи формул, що відображають найважливіші риси досліджуваної задачі чи ситуації.

Математична модель – це наближений опис якого-небудь класу явищ зовнішнього світу, виражений за допомогою математичної символіки.

Математичне моделювання – могутній метод пізнання зовнішнього світу, а також прогнозування і керування. Аналіз математичної моделі дозволяє проникнути в суть досліджуваних явищ.

Процес математичного моделювання можна розділити на чотири етапи.

Перший етап – формулювання законів, що пов'язують основні об'єкти моделі. Цей етап вимагає широкого знання, що стосуються досліджуваних явищ і глибокого розуміння їхнього взаємозв'язку. Дана стадія завершується записом сформульованих якісних уявлень про зв'язки між об'єктами моделі у математичних термінах.50


Другий етап – дослідження математичних задач, до яких зводиться математична модель. Основним у цьому етапі є розв'язування прямої задачі, тобто одержання в результаті аналізу моделі вихідних даних для подальшого їх порівняння з результатами спостережень досліджуваного явища. На цьому етапі важливу роль грає математичний апарат, необхідний для аналізу математичної моделі, і обчислювальна техніка – потужний засіб для одержання кількісної вихідної інформації як результат розв'язування складних математичних задач.

Третій етап – перевірка “чи задовольняє прийнята гіпотетична модель критерію практики”, тобто перевірка, чи узгоджуються результати спостережень з теоретичними наслідками моделі в межах точності спостережень. Якщо відхилення виходять за межі точності спостережень, то модель не може бути прийнятою. Часто при побудові моделі деякі її характеристики залишаються невизначеними. Задачі, в яких визначаються характеристики моделі таким чином, щоб вихідна інформація була порівняною в межах точності спостережень з результатами спостережень досліджуваних явищ, називаються оберненими задачами. Якщо математична модель така, що ні при якому виборі характеристик цим умовам не можна задовольнити, то модель неприйнятна для дослідження цих явищ.

Четвертий етап – подальший аналіз моделі в зв'язку з накопиченням даних про досліджувані явища і модернізація моделі. У процесі розвитку науки і техніки дані про досліджувані явища все більше і більше уточнюються і наступає момент, коли висновки, одержані на основі існуючої математичної моделі, не відповідають нашим знанням про явище. Тоді виникає необхідність побудови нової більш досконалої математичної моделі.

Прикладні задачі – задачі, які поставлені зовні математики і розв'язуються математичними засобами. Прикладні задачі, як і будь-які інші задачі, у процесі навчання математики виконують дидактичні функції, основними з яких є:

навчальча (формування системи математичних знань, умінь і навичок на різних етапах засвоєння);

розвивальна (розвиток логічного мислення, оволодіння ефективними прийомами розумової діяльності);

виховна (формування наукового світогляду, пізнавального інтересу і самостійності, навичок навчальної праці, моральних якостей особистості).

Розв'язання будь-якої задачі прикладного характеру зводиться до побудови та дослідження відповідної математичної моделі. Зв’язок математики з галузями її застосування здійснюється за допомогою математичних моделей, дослідження яких повинно давати відповідь на поставлене, змістовне запитання.

Використання задач з економічним змістом на уроках і в позакласній роботі з математики створює умови для: роз'яснення учням сутності економічних термінів, часто застосованих у задачах; формування в учнів деяких уявлень про економіку країни; виховання в школярів дбайливого відношення до національного багатства країни;

51


ознайомлення учнів із застосуванням деяких математичних методів в економіці.

Математичним моделюванням називають побудову математичних моделей реальних явищ або об'єктів та вивчення їх на основі розв'язування відповідних задач, які називають математичними моделями реальних або прикладних задач. Математична модель не тотожна реальному явищу чи об'єкту, а є їх наближеним відображенням. Проте вона дає змогу скористатися універсальним математичним апаратом, який не залежить від конкретної природи явищ чи об'єктів. Часто в арсеналі математичних засобів знайдеться вже розроблена модель, яку залишається тільки застосувати до задачі, що розв'язується. Математичне моделювання як метод пізнання включає три етапи: побудову, конструювання моделі; дослідження моделі; аналіз одержаних результатів і перенесення їх на справжній об’єкт вивчення. Цей метод пізнання настільки широко застосовується до вивчення реального світу, що створення в учнів уявлення про його суть, підведення їх до оволодіння кожним з етапів повинно стати головною проблемою навчання математики. Серед прикладних задач на застосування математичних понять зустрічаються задачі, математична модель яких міститься в умові, та задачі, розв’язання яких передбачає побудову моделі. Перша група задач вносить елементи зацікавленості в процес навчання, але їх розв’язування значно простіше у порівнянні з розв’язуванням неформалізованих прикладних задач.

Починати засвоєння понять “математична модель”, “математичне моделювання” потрібно з найпростіших прикладів.

Приклад 1.Присадибна ділянка має форму прямокутника, ширина якого 30

м, а довжина 50 м. Знайти площу ділянки.Розв’язання:Математичною моделлю присадибної ділянки буде прямокутник

зі сторонами 30 м і 50 м. А математичною моделлю цієї задачі буде така геометрична задача. Обчислити площу прямокутника зі сторонами 30 м і 50 м. Розв’яжемо її.

З геометрії відомо, що площа прямокутника обчислюється за формулою .

Покладемо а=30 м, b=50 м. Тоді .Відповідь: площа присадибної ділянки дорівнює 15 соток.Приклад 2.Стандартний аркуш паперу має розміри .

Друкований символ (прогалина між словами теж вважається символом) має розміри Скільки символів можна розмістити на такому аркуші, якщо не враховувати поля: справа 10 мм, зліва 20 мм, зверху 15 мм, знизу 15 мм.

Розв’язання:Математичною моделлю друкованого аркуша є прямокутник,

розграфлений у клітинку. Якщо відомі розміри клітинки і прямокутника, то задача зведеться до математичної задачі на знаходження кількості 52


клітинок. Якщо одна сторона прямокутника дорівнює х, друга – у, а сторона квадратної клітинки – z, то кількість клітинок n можна знайти за

такою формулою . У нашому випадку z=3 мм, а х та у

знайдемо:х=210-20-10=180(мм), у=300-15-15=270(мм).

Тоді .

Відповідь: на стандартному аркуші паперу можна розмістити 5400 символів.

Нині в Україні відчувається гостра потреба в розробці засобів посилення прикладної спрямованості навчання математичних дисциплін та створенні відповідних компонентів навчально-методичного забезпечення, про що свідчить прийняття Плану дій щодо поліпшення якості фізико-математичної освіти на 2009-2012 роки.

Висновки та перспективи подальших пошуків у напрямі дослідження. Навчання математики на всіх ступенях освіти повинно мати розвивальний характер і прикладну спрямованість: розвиток інтелекту, алгоритмічної культури, математичної інтуїції, вміння і бажання вчитись, застосовувати свої знання для розв’язування практичних та прикладних задач. Ця проблема була актуальною у всі часи існування школи. У контексті нинішніх тенденцій удосконалення математичної підготовки учнів провідна роль належить посиленню прикладної спрямованості навчання математики на всіх рівнях загальної середньої освіти. Як показує аналіз науково-педагогічних, методичних джерел і практичного шкільного досвіду, одним із найбільш ефективних шляхів формування прикладних умінь учнів на уроках математики виступає навчання математичному моделюванню в процесі розв’язування текстових задач. У широкому значенні прищеплення прикладних умінь має розглядатися чинником розвитку математичних компетентностей як здатності учнів свідомо й творчо застосовувати набуті математичні знання і вміння у навчанні, власному житті й діяльності.

Проблемі приділяється увага і за кордоном, наприклад, в російських школах. У збірнику “Дидактические материалы в 8-9 классах” І. Осташкіна і О. Бубличенко всі задачі виділяються в окремі розділи у відповідності вивченого матеріалу[5]. Прикладна спрямованість курсу математики здійснюється з метою посилення якості математичної освіти учнів, застосування їх математичних знань до розв’язування задач повсякденної практики. Як зазначають сучасні дослідники, що таких задач дуже мало в учбово-методичному забезпеченні.

ЛІТЕРАТУРА1. Бевз Г. П. Алгебра : Пробний підруч. для 7–9 кл. серед. школи /

Г. П. Бевз. – К. : Освіта, 2001. – 303 с.2. Возняк Г. М. Взаємозв'язок теорії з практикою в процесі

вивчення математики : посібник для вчителя / Г. М. Возняк, М. П. Маланюк. – К. : Рад. шк., 1989. – 128 с.

3. Гончаренко С. У. Зміст освіти і її гуманітаризація // Неперервна 53


професійна освіта : проблеми, пошуки, перспективи [за ред. І. А. Зязюна]. –К., 2000. – С. 106.

4. Державний стандарт базової і повної середньої освіти // Математика в шк. – 2004. – №2. – С. 2-5.

5. Дидактические материалы к урокам алгебры в 8-9 классах / Асташкина И. С, Бубличенко О. А. – Ростов-на-Дону : Феникс, 2002. – 384 с.

6. Ігнатенко М. Я. Активізація навчально-пізнавальної діяльності учнів старших класів при вивченні математики : монографія / М. Я. Ігнатенко. – К. : Тираж, 1997. – 300 с.

7. Колягін Ю. М. Задачи в обучении математике : В 2 ч. / Ю. М. Колягін. – М. : Просвещение, 1977. –280 с.

8. Слєпкань 3. І. Методика навчання математики : підручник. – 2-ге вид., допов. і переробл. / З. І. Слєпкань. – К. : Вища шк., 2006. – 582 с.: іл.

УДК 371.2.026:51(091)І. В. Кірєєва,кандидат педагогічних наук, доцент Є. К. Мар’єнко,студент 6 курсу Інституту фізико-математичної і технологічної освіти (Бердянський державний педагогічний університет)

ОСОБЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ МІЖПРЕДМЕТНИХ ЗВ’ЯЗКІВ ПРИ ВИВЧЕННІ МАТЕМАТИКИ: ІСТОРИЧНИЙ АСПЕКТ

Постановка проблеми. Аналітичний розгляд сторін дійсності найкраще забезпечується предметною системою навчання і подальшим розподілом змісту кожного навчального предмета на розділи, теми, підтеми, тощо.

У практичному житті людини навіть буває недостатнім встановлення зв’язків між двома або декількома навчальними дисциплінами однієї групи (природничо-математичної, гуманітарно-суспільно-політичної, художньо-естетичної тощо).

У різні часи міжпредметні зв’язки трактувалися неоднозначно, що зумовлено їх багатоаспектністю та поліфункціональним характером. Загалом вони визначають як взаємну узгодженість. Крім того, Н. Лошкарьова і В. Максимова розглядають міжпредметні зв’язки як дидактичний принцип, В. Федорова – як дидактичну умову, Д. Коломієць – як систему, І. Козловська – як рівень інтеграції.

Міжпредметні зв’язки в навчанні відображають комплексний підхід до виховання і навчання, дозволяють виокремити головні елементи змісту освіти. Якщо соціокультурні теми, що впроваджуються через мовну і мовленнєву змістові лінії, забезпечують входження студентів у соціокультурний простір, тобто формують культурну і частково предметну компетенцію, то зв’язок мови із суміжними предметами органічно доповнить процес усебічного розвитку особистості, а також віддзеркалить 54


національну культуру українського народу та кращі зразки світової культури, де форма відзначається довершеністю. Вони формують конкретні знання студентів, розкривають гносеологічні проблеми, без яких неможливе системне засвоєння основ наук.

Міжпредметні зв’язки включають студентів в оперування пізнавальними методами, що мають загальнонауковий характер (абстрагування, моделювання, узагальнення, аналогія та інші).

Міжпредметні зв’язки можна використовувати на різних етапах сучасного заняття: актуалізації знань, вивчення нового матеріалу, перевірки і закріплення вивченого матеріалу, домашнього завдання і навіть при контролі знань.

Міжпредметні зв’язки в сучасній дидактиці розглядаються як одна із найважливіших умов підвищення наукового рівня викладання будь-якого навчального предмета та підвищення ефективності всього процесу навчання.

Аналіз досліджень і публікацій. У ході аналізу педагогічної літератури було з’ясовано, що на дидактичному і методичному рівнях проблемою міжпредметних зв’язків при викладанні навчальних дисциплін займались Н. Антонов, Н. Воробйов, П. Кулагин, І. Звєрєв, Д. Кірюшкіна, В. Федорова, А. Усова, В. Максимова, Т. Архіпов, П. Гулагін, В. Бевз, В. Максимова, В. Боярчук, Г. Федорець та інші. У працях цих вчених розкрито види, форми, умови і засоби реалізації міжпредметних зв’язків у навчальному процесі; висвітлено можливості їх застосування при вивченні конкретних навчальних предметів. У працях цих дослідників можна знайти різні визначення міжпредметних зв’язків, зокрема як відображенням у змісті навчальних дисциплін тих діалектичних взаємозв’язків, які об’єктивно діють у природі і пізнаються сучасними науками. Завдяки застосуванню міжпредметних зв’язків знання, уміння та навички, які учні отримують на уроках математики, стають більш глибокими й міцними.

Метою цієї статті є аналіз історичного розвитку виникнення міжпредметних зв’язків в теорії та практиці навчання.

Виклад основного матеріалу дослідження. Методологічною основою дослідження проблеми міжпредметних зв’язків як в історії, так і в теорії педагогіки є закони матеріалістичної діалектики і передусім закон взаємозв’язку і взаємообумовленості явищ і процесів дійсності.

Найважливішим науковим принципом розгляду тих або інших питань, у тому числі і проблеми міжпредметних зв’язків, являється принцип історизму, який передбачає дослідження того, “як відоме явище в історії виникло, які головні етапи в своєму розвитку це явище проходило, і з погляду цього його розвитку дивитися, чим дана річ стала тепер” [1, с.5].

Історико-гносіологічний розгляд ідеї міжпредметних зв’язків показує, що становлення цієї проблеми є розвитком філософських знань, темпами інтеграції і диференціації наук, розвитком соціальних і власне педагогічних проблем в їх органічній єдності.

Розглядаючи в “Діалектиці природи” історичний шлях розвитку знань людства про світ, учений вказує, що в період античності це

55


знання було нерозчленованим. “У греків – саме тому, то вони ще не дійшли до розчленування до аналізу природи, – природа ще розглядається загалом, як одне ціле. Загальний зв’язок явищ природи не доводиться в подробицях: вона є для греків результатом безпосереднього споглядання” [3, с.19].

Подальше накопичення емпіричного матеріалу привело до необхідності диференціації спочатку нерозчленованого знання, створення окремих наук про природу, суспільство і пізнання, щоб “упорядкувати цей матеріал систематично і згідно його внутрішньому зв’язку” [2, с.23].

Диференціація наук була історично прогресивним явищем, оскільки знаменувала собою перехід до більш поглибленого вивчення різних сторін дійсності. Проте через пануючий в середні віки метафізичний метод мислення вона приводила до роз’єднаності наук, наділяючи їх “вузьковідомчим” характером, ізолюючи їх один від одного, настала втрата цілісного погляду на світ, характерного для античності: “Якщо метафізика має рацію по відношенню до греків в подробицях, то загалом греки мають рацію по відношенню до метафізики” [7, с. 103].

Твердження про необхідність історичних форм діалектики в розгляді питання про розвиток наукового знання, диференціації й інтеграції наук – необхідна умова об’єктивного історико-гносеологічного наукового висвітлення ідеї міжпредметних зв’язків, їх виникнення і розвитку.

Починаючи з другої половини XIX ст., поряд із диференціацією наукового знання підсилюється зворотний процес – його інтеграція. Імпульсом до взаємодії наук послужила поява таких спільних проблем, які вимагали зусиль для їх вивчення не однієї, а ряду наук. Так виникли на початку XIX ст. астрофізика, фізична хімія, потім уже наприкінці XIX – на початку XX ст. – біохімія, геохімія, хімічна фізика. До синтетичних наук, що з’явилися буквально на наших очах, слід віднести молекулярну біологію, кібернетику, біогеохімію, геопланетологію, соціальну екологію, космічну медицину, ретрологію, технологічну геологію і ряд інших.

Проте поява нових наук – це не лише процес інтеграції та одночасне поглиблення диференціації на якісно новій основі. Якщо раніше процес диференціації відбувався в результаті відбрунькування наук від материнського філософського знання, то в наші часи диференціація виникає на основі інтеграції, що підсилюється. Це приклад діалектики, коли одна з суперечливих тенденцій розвитку опиняється в єдності з своєю протилежністю, більш того, прямо її зумовлює і стимулює. Через диференціацію знань до їх інтеграції, тобто через заперечення – такий діалектичний шлях розвитку наукових знань. У історико-гносеологічному плані темпи цього діалектичного процесу постійно швидшають. Нині диференціація і інтеграція наук перебуває в органічній єдності оскільки постійно виникають такі спільні проблеми, вирішити які може лише комплекс взаємозв’язаних наук.

Філософські переконання на процеси диференціації й інтеграції наукового пізнання, на суспільно-політичне життя суспільства відображалися на педагогічних поглядах того або іншого часу щодо зв’язку і розмежування змісту навчального матеріалу. Первинна 56


диференціація наукового знання породила предметну систему викладання (в епоху Відродження), причому процес відбрунькування навчальних предметів один від одного досяг свого апогею в середні віки, тобто існує прямий зв’язок між процесами диференціації наукового знання в цей час із роз’єднанням дисциплін у навчальних закладах.

Оскільки сам процес диференціації вже містив у собі зародок інтеграції, схоластика і метафізика почали вичерпувати себе, то природно, що багато педагогів того часу бачили всю згубність роздільного викладання навчальних дисциплін учнів, яке приводило до звуження уявлень і понять предметів про взаємозв’язки і взаємостосунки явищ і процесів у природі, суспільстві і пізнанні, до формально-схоластичних, розрізнених “маточкових” знань. Однак вплив метафізичного методу мислення в середні віки наклало відбиток на розвиток ідеї предметних зв’язків у педагогіці. Це висловлюється, зокрема, у фрагментарності вирішення цієї проблеми в теорії і в майже цілковитій відсутності реалізації ідеї міжпредметних зв’язків в практиці роботи шкіл.

У Я. Каменського і Джона Локка ідея об’єднання знань передусім пов’язана з їх боротьбою проти схоластики як крайнього вираженої метафізичного засилля, яке душило процес навчання.

Свій напрям у філософії сам Я. Каменський неодноразово називає синкретизмом. Кажучи про необхідність “завжди і всюди брати разом те, що пов’язане одне з іншим”, він підтверджує ідею, спираючись на принцип природовідповідність, називає один за іншим джерела свого світогляду: священне писання, античні автори і представники філософії нового часу.

Дж. Локк стояв на позиціях матеріалістичного сенсуалізму в поясненні основних засобів пізнання світу. Він уперше висунув ідею про стрижень, довкола якого повинні бути об’єднані знання, набуті через органи чуття. Таким стрижнем у Дж. Локка виступає спільна ідея, яка повинна пронизувати всі предмети як за змістом, так і методом “знаходження істини”. Однак, залишилося не ясним, що це за ідея, яка її сутність.

Дж. Локк вважає наповнення змісту одного предмета елементами і фактами іншого засобом, який допоможе оволодіти не лише основами наук, але і сформувати розум і манери дитини, розвивати її вміння і навички, передати знання про найрізноманітніші сторони життя. З цією метою, наприклад, він рекомендує здійснювати зв’язок іноземної мови з географією і історією країни і її народу.

Висловлювання Дж. Локка про спільну провідну ідею, яка об’єднувала знання, що відносяться до різних предметів, пізніше одержало подальше обгрунтування і розвиток: в педагогічному і психологічному плані у К. Ушинського. Положення Дж. Локка про інтегруючу функцію географії як навчального предмета у встановленні міжпредметних зв’язків потім розроблялося І. Гербартом, К. Ушинським.

У німецького педагога А. Дістервега в “Керівництві до утворення німецьких вчителів” ми можемо знайти цінну думку про саме поняття “міжпредметний зв’язок” і принципи вирішення цієї проблеми на практиці. У нього предмет розглядається із погляду споріднених, а це вже зародок багатосторонніх предметних зв’язків. Залишаючи предметну систему викладання, вимагаючи, щоб кожен навчальний

57


предмет виділявся своєю логікою, структурою, визначеними, лише йому властивими особливостями, А. Дістервег одночасно настійно і рішуче підкреслював необхідність міжпредметних зв’язків у систематичному, ґрунтовному вивченні всіх навчальних предметів у школі. За його думкою, встановлення природного, розумного зв’язку між навчальними предметами має важливе значення для формування повних і глибоких знань, умінь і навиків [3, с. 46].

Прогресивна лінія в розгляді ідеї міжпредметних зв’язків знайшла продовження в роботах К. Ушинського, А. Дістервега, В. Одоєвського, В. Бєлінського, А. Герцена, Н. Чернишевського, П. Добролюбова. Революційні демократи, виходячи з діалектико-матеріалістичного переконання на природу, на розвиток наук, бачили всю згубність ізольованого викладання навчальних предметів і тому ратували за “цілісне утворення” (В. Бєлінський), щоб міцні надбання однієї науки, на думку Н. Чернишевського, не залишалися безплідними для інших [11, с. 45].

У другій половині XIX і на початку XX ст. відбувалося прискорення темпів інтеграції наукових знань і одночасний розвиток їх диференціації на новій основі. Матеріалістична діалектика і діалектичний матеріалізм завойовували нові рубежі – їх опановували всі нові і нові покоління людей.

Реакційна лінія Дж. Локка і І. Гербарта в інтерпретації міжпредметних зв’язків знайшла своє продовження в роботах педагогів епохи імперіалізму: Г. Кершенштейнера, В. Лая, Дж. Дьюї. Причому особливо яскраве вираження вона отримає у Г. Кершенштейнера і Дж. Дьюї.

Один з напрямів – це інтеграція (об’єднання) декількох навчальних предметів в один за спільністю змісту і методів викладання. Цьому напряму відповідають у багатьох школах зарубіжних країн синтезовані курси загального природознавства, науки про Землю, домоводство, суспільствознавства й інші. Недоліком таких курсів являється відсутність внутрішнього зв’язку між їх частинами (темами, розділами).

Багато зарубіжних дослідників, як і раніше, відмовляються від предметного викладання і перетворюють класно-урочні заняття на комплексні дослідження з “методу проектів”. Об’єднуючим фактором у цьому випадку діяльність учнів по виконанню будь-якої практичної справи, під час виконання якого учні самі усвідомлюють, що їм необхідно знати по різних шкільних предметах, якими навиками оволодіти (Г. Фрезінгер, Е. Хофман. П. Монджер).

Природно, що при цьому порушується логіка побудови навчальних предметів, історизм знань, різко знижується рівень теоретичної підготовки школярів.

Однією з форм здійсненна зв’язку між різносистемними знаннями являється “комплексна” форма організації навчання, коли один учитель викладає в молодших, а іноді і в середніх класах всі предмети, практикуючи “інтегровані дні” і “злиті уроки” [10, с. 53].

Захоплення об’єднанням споріднених курсів не вирішує в належній мірі проблему синтезу знань на високому рівні узагальнення і 58


осмислення, на рівні провідних ідей наук, оскільки в цьому випадку об’єднаний курс часто страждає конгломеративністтю, а проблема проблемних зв’язків перетворюється на проблему міжпредметних зв'язків і також не реалізується. Метод проектів об’єднує, як правило, клаптеві знання довкола вузько практичної справи, що призводить до порушення системи знань, до звуження бази для виховання наукового світогляду учнів, до збіднення теоретичних знань і інтелектуальної діяльності школярів. “Комплексна” форма навчання, за принципом “один учитель”, може виправдати себе лише в тому випадку, якщо учитель здійснюватиме міжпредметні зв’язки. Але і в цьому випадку: предметний синтез знань автоматично не відбудеться, оскільки один учитель, навіть викладаючи всі предмети в класі, може і не здійснювати зв’язок між навчальними предметами.

У педагогіці соціалістичних країн проблема міжпредметних зв’язків має як характер координації між навчальними предметами, так і введення інтеграційних узагальнювальних курсів. Наприклад, в Чехословакії в старших класах середньої школи викладається узагальнювальний курс “Цивільне виховання”, а в технікумах “Філософія” із елементами знань по психології і етиці. Про необхідність взаємозв’язку між навчальними дисциплінами мовилося в багатьох виступах на педагогічній конференції в 1972р. у Празі.

Автори “Нарису загальної дидактики” з ГДР (Я. Клінберг, Г. Пауль, Г. Вінке) акцентують увагу на необхідності здійснення зв’язків в процесі викладання всіх дисциплін з метою формування системних наукових знань і діалектико-матеріалістичного світогляду.

Міжпредметні зв’язки мають велике методологічне значення і посідає видне місце в загальній системі педагогіки. Від реалізації міжпредметних зв’язків залежить спроможність вивчення того або іншого явища, процесу у всій його повноті, різносторонності, у взаємозв’язку і обумовленості з іншими явищами і процесами.

Висновки. На основі міжпредметного вивчення навчального матеріалу створюються сприятливі умови для розвитку загальних прийомів розумової діяльності. Міжпредметні зв’язки за змістом фактичного матеріалу і за характером розумової праці сприяють науковій побудові пізнавальної діяльності школярів, що має найважливіше значення в розвитку творчого потенціалу учня, з широким і глибоким “баченням” основних проблем дійсності, а це в свою чергу допомагає готувати спеціалістів, здібних до вирішення задач, що постійно змінюються, оновлюються й ускладнюються.

У навчальній програмі з математики зазначено, що математика, давно ставши мовою науки і техніки, все ширше проникає в повсякденне життя і повсякденну мову, все більш впроваджується в традиційно далекі від неї області, тому стало важливим питання, щодо здійснення міжпредметних зв’язків, що сприяє формуванню у школярів узагальнених знань про найважливіших явища об’єктивного світу, вироблення єдиного цілісного наукового світогляду, створення спільної природничо-наукової картини світу.

59


Відомо, що міцність і практична значимість набутих знань багато в чому залежить від того, на скільки вони застосовуються не тільки в тій області, де ці знання придбані, але і в інших ситуаціях. Психологами давно доведено, що взаємозалежне, логічне вивчення навчальних предметів найбільш сприятливо для кращого засвоєння навчального матеріалу, підвищення інтересу учнів до футбольних предметів, для розвитку розумових здібностей.

У навчальному процесі міжпредметні зв’язки стихійно не виникають і не можуть виникнути. їх необхідно заздалегідь визначати і цілеспрямовано включати в зміст природничо-наукової освіти (програми і підручники), а потім реалізовувати в процесі навчання. Безумовно, відображення міжпредметних зв’язків в змісті навчальних дисциплін повинне бути, з одного боку, на високому науковому рівні, а з іншою – цілком доступно учням.

Міжпредметні зв’язки обумовлюють: поглиблене та розширене сприйняття учнями фактичних даних; ефективне формування наукових понять та свідоме засвоєння теорії, яку вивчає кожна дисципліна природного циклу, тому дуже важливо застосовувати їх на уроках математики.

ЛІТЕРАТУРА1.Бевз В. Г. Міжпредметні зв’язки як необхідний елемент предметної

системи навчання / В. Г. Бевз // Математики в школі. – 2003. – №6. – С.3-5.2.Боярчук В. Ф. Міжпредметні зв’язки в процесі навчання /

В. Ф. Боярчук. – Вологда, 1988. – 244 с.3.Вивальнюк Л. М. Елементи історії математики : навч. посіб. /

Л. М. Вивальнюк, М. Я. Ігнатенко. – К. : ІЗМН. – 1996. – 300 с.4.Корінь Г. Прикладні задачі як спосіб реалізації між предметних

зв’язків / Г. Корінь // Математика в школі. – 2004. – №10. – С.3-7.5.Кулагін П. Г. Міжпредметні зв’язки в процесі навчання /

П. Г. Кулагін. – М. : Просвіта, 1981. – 96 с.6.Максивова В. Н. Міжпредметні зв’язки і вдосконалення процесу

освіти / В.Н. Максимова // Книга для вчитея. – М. : Просвіта, 1984. – С. 143.7. Нестеренко Ф. П. Математика в шкільному курсі фізики : посіб.

для вчителів / Ф. П. Нестеренко. – К. : Рад. школа, 1981. – с. 103.8. Слєпкань З. І. Внутрішньопредметні та міжпредметні зв’язки :

підруч. для студ. матем. спеціальностей пед. навч. закладів / З. І. Слєпкань. – К. : Зодіак. – ЕКО, 2000. – С.84.

9. Староста В. Завдання як засіб реалізації між предметних зв’язків / В. Староста // Фізика та астрономія в школі. – 2004. – №2. – С. 31-35.

10. Федорова В.Н. Предметні зв’язки природничо-математичних дисциплін / В.Н. Федорова. – М. – 1980.

11. Федорова В. Н. Система предметних зв’язків по предметах природно-математичного циклу / В. Н. Федорова. – М., 1984. – 300 с.

60


УДК [378.147+519.22] 004.9І.В. Кірєєва,кандидат педагогічних наук, доцентІ. В. Новіцька, магістр(Бердянський державний педагогічний університет)

ВИКОРИСТАННЯ ЕЛЕКТРОННОГО ПОСІБНИКАУ ПРОЦЕСІ ВИКЛАДАННЯ МАТЕМАТИЧНОЇ СТАТИСТИКИ

У ВИЩІЙ ШКОЛІ

Постановка проблеми. Модернізація навчально-виховного процесу на сучасному етапі сприяє формуванню та розвитку творчої особистості, спроможної повноцінно реалізуватись у житті. Одним із напрямків підвищення ефективності освіти є використання разом із традиційними засобами навчання електронного підручника.

Проблема наукового обґрунтування використання електронних підручників у навчальному процесі займає одне з найважливіших напрямків у методологічному дослідженні сучасної педагогічної науки. Аналіз науково-методичної літератури з методики викладання математики вищої школи дає підставу стверджувати про наявні протиріччя між формами зберігання й передавання методичного та педагогічного досвіду та можливостями, що відкриваються на основі використання сучасних інформаційно-комунікаційних технологій.

Умовно можна виділити такі протиріччя: 1. породжене розвитком науки і техніки XX століття спричинив

перебудову вищої освіти в цілому;2. між можливостями студентів, більшість з яких володіє

загальними прийомами роботи в сучасних інформаційних середовищах, та традиційними методами, засобами й організаційними формами навчання, що їм пропонуються у вищих навчальних закладах;

3. між сучасними педагогічними технологіями, методами розвивального й особистісно-орієнтованого навчання, які недостатньо використовуються в практиці навчання математичних дисциплін у ВНЗ, оскільки вимагають більше інтелектуальних і фізичних зусиль викладачів, і традиційними методами.

Усунення зазначених протиріч є важливою соціально значущою проблемою, вирішення якої буде сприяти підвищенню якості вищої математичної освіти, розвитку інтелектуальних здібностей і формуванню професійної та інформаційної культури майбутніх фахівців у галузі природничо-математичних наук, комп’ютерної техніки, економіки, які будуть жити і працювати в інформаційному суспільстві. Пошук шляхів вирішення цієї складної й багатоаспектної проблеми приділяють значну увагу фахівці в галузі педагогіки і психології, теорії і методики навчання математики та інформатики.

61


Вирішення проблеми підготовки спеціалістів якісно нового рівня потребує вдосконалення навчального процесу шляхом пошуку та впровадження нових технологій навчання.

Аналіз досліджень і публікацій. Питання визначення, пояснення, створення та використання електронних засобів навчання, зокрема електронних посібників, досліджувались такими науковцями: В. Агеєвим, Н. Апатовим, А. Башмаковим, В. Биковим, Л. Брескіною, І. Вєтровою, Є. Вінниченко, В. Горохом, Ю. Горошко, А. Гуржієм, О. Даниловою, Ю. Дорошенко, М. Жалдаком та ін.

На підставі аналізу науково-методичної літератури нами встановлено, що потенційно система навчання у вигляді електронного посібника курсу “Математична статистика” в змозі забезпечити (порівнянно з традиційними підручниками) вищий рівень реалізації таких традиційних дидактичних вимог, як науковість, доступність, наочність навчання, систематичність і послідовність навчання, міцність засвоєння знань, мобільність інформації для організації роботи.

Електронні навчальні посібники (електронні підручники) являють собою складний продукт, у якому застосовуються досягнення сучасної техніки, що дозволяють програмно реалізовувати всі структурні компоненти навчального посібника: зміст з предметної області, методику навчання, тематичне мультимедіа, дизайн і художні якості. У порівнянні із друкованим навчальним посібником для застосування ЕП (електронного підручника) потрібен певний програмно-технічний комплекс. ЕП включає інформацію у всіх відомих на сьогодні форматах: текст, мова, музика, фото, відео, графіка, анімація. Електронний навчальний посібник – не тільки складна науково-технічна продукція, це ще і методичні аспекти навчання, високий рівень творчості авторів [3]. Особливо важливим у такому означенні є підкреслення необхідності виділення дидактичних функцій електронного підручника, який не втрачає традиційних функцій підручника, а лише поглиблює і доповнює.

Метою цієї статті є надання практичної допомоги викладачам з математичної статистики під час застосування електронного посібника в системі навчально-методичного забезпечення з математичної статистики у вищій школі.

Виклад основного матеріалу дослідження. У зв’язку з утіленням програми комп’ютеризації навчального процесу виникла актуальна проблема використання ЕОМ при вивченні різних навчальних дисциплін. У першу чергу це стосується математики, фізики, хімії.

Одним із пріоритетних напрямів розвитку освіти є впровадження інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ), що забезпечують подальше вдосконалення навчально-виховного процесу, доступність, ефективність освіти та рівний доступ до якісної освіти, підготовку молоді до життєдіяльності в інформаційному суспільстві. Досягнення цієї мети передбачає створення електронних засобів навчального призначення (ЕЗНП).

Якісний навчальний електронний посібник повинен мати принаймні такі характеристики: можливість бути використаним для

62


організації різних видів навчальної діяльності; можливість поповнення навчального матеріалу; методично обґрунтований графічний інтерфейс.

Застосування електронних посібників у навчальному процесі дозволяє: змінити процес викладання дисципліни з урахуванням досягнень у тій чи іншій галузі; підвищити кваліфікацію викладача; дозволить розширити можливості навчання, різноманітності форм і видів подання навчальної інформації.

Типовим для науково-педагогічної літератури є поглиблений опис змісту поняття “електронний підручник”. Так, М. Жалдак вважає, що для електронного посібника “характерними є гіпертекстова структура навчального матеріалу, наявність системи управління з елементами штучного інтелекту, блоки самоконтролю, мультимедійні складові” [2, с. 22].

При цьому електронний посібник забезпечує повноту дидактичного циклу процесу навчання, надає теоретичний матеріал, організовує тренувальну навчальну діяльність і контроль рівня знань, інформаційно-пошукову діяльність, математичне та імітаційне моделювання з комп’ютерною візуалізацією [4, с. 29].

Електронні посібники, безумовно, покращують рівень і якість отриманих знань, з подальшим заохоченням до вдосконалення власних умінь і навичок, заощаджують аудиторний час.

Серед основних плюсів формування матеріалу на електронному носії можна відзначити різнорідність навчального матеріалу (текст, ілюстрації, аудіо і відеофрагменти, анімація), інтерактивність, миттєвий пошук.

Використання електронного посібника покращує мотивацію студентів. Як свідчать дослідження науковців, електронний посібник доповнює традиційний підручник за рахунок подання навчального матеріалу в іншому вигляді – за допомогою акцентів на ключових поняттях, тезах та опорних схемах, великої кількості мультимедійного ілюстративного матеріалу.

Електронний посібник використовується як у фронтальній роботі за допомогою мультимедійного проектора та інтерактивної дошки, так і для самостійної роботи з навчальним матеріалом, узагальнення, повторення тощо; а також додаткових матеріалів для виконання практичних завдань [1, с. 44].

Серед основних методичних вимог до електронного підручника можна виділити його модульність, ілюстративність та мультимедійність, насиченість гіперпосиланнями, системою підказок, пошуку термінів, наявність лекційного, практичного та тестового блоків.

Електронний посібник повинен сполучати функції підручника і вчителя, довідково-інформаційного посібника і консультанта, тренажера і контролюючого знання програми. Для рішення цієї проблеми запропоновано використовувати системний підхід до створення електронних посібників. Системний підхід розглядає об'єкт як систему, що складається з безлічі взаємозалежних елементів, що утворять певну цілісність і володіючих системних властивостей. Системний підхід дозволяє не орієнтувати навчальний посібник на конкретну групу користувачів, але створювати його таким чином, що ним може скористатися практично кожен. У залежності від потреб і вже наявних

63


знань, користувач сам вибирає матеріал для вивчення, його обсяг, технологію навчання.

Контроль знань після вивчення кожного розділу може здійснюватися за допомогою тестів, контрольних питань. У залежності від того, наскільки користувач засвоїв матеріал, можна при необхідності повторити вивчений розділ чи відкоригувати методику навчання.

Безперечно, правильне та оптимальне використання інформаційних технологій дозволяє отримати ряд переваг, що зволяє підвищити ефективність навчально-виховного процесу, серед яких можна виділити: забезпечення наочності поданого матеріалу; поєднання різних способів сприйняття інформації; підвищення мотивації за рахунок новизни такої форми навчання; здійснення поточного контролю одержаних знань самим студентом; збільшення часу роботи студента з матеріалом, що вивчається, в індивідуальному темпі; наявність об’єктивного контролю при правильному складанні тестових завдань; збільшення часу на індивідуальну роботу викладача зі студентами [5, c. 128].

Розроблена структура контролю та зворотного зв’язку містить систему тестiв, що дозволяють: оперативно виявляти рівень засвоєння кожного роздiлу; задовольняти вимоги, що висуваються до тестових завдань: надійність, визначеність, однозначнiсть, стiйкiсть; одержати об’єктивну оцінку знань, умінь та навичок.

Тести побудованi за допомогою таких форм або їхньої комбінації:- закритої, що передбачає вибiр учнями лише однієї правильної

відповіді iз запропонованих;- вiдкритої, що передбачає самостiйне формулювання у

виглядi цілого виразу;- на встановлення правильної відповідності, порядку в

перелiку елементiв.Основне призначення електронного посібника – активізація процесу

навчання під час вивчення, повторення, узагальнення, систематизації знань, формування умінь і навичок, застосування їх у практичній діяльності. Електронний посібник (ЕП) – це не заміна традиційного підручника та навчальної літератури (НЛ). Основними серед завдань та призначення електронного посібника є подача та пояснення необмеженої кількості навчальної інформації текстовим, адитивним, візуальним, аудіовізуальним способами із застосуванням гіпертекстових, гіпермедійних методик для більш повної реалізації дидактичних принципів самонавчання; індивідуалізація самонавчання відповідно до можливостей і запитів користувача; діагностика і контроль якості виконання поставлених навчально-пізнавальних та практичних завдань.

Методичні посібники повинні бути побудовані таким чином, щоб особа, яка навчається, могла перейти від діяльності, здійснюваної під керівництвом викладача, до самостійної, максимальної заміни викладацького контролю самоконтролем. Вони повинні містити докладний опис раціональних прийомів описаних видів діяльності, критеріїв правильності рішень, рекомендації з ефективного використання консультацій. При роботі з текстом навчального курсу 64


необхідно виконати його структуризацію з визначенням точного переліку всіх необхідних тем, викладених у курсі, розподілом на розділи і т.п.

Навчальні матеріали в електронній формі з використанням гіперсередовища повинні задовольняти вимогам простоти орієнтації слухачів при пересуванні посиланнями. У передмові до навчальних матеріалів необхідно пояснити умовні позначки, що застосовуються для посилань, дати поради по раціональних прийомах навігації з використанням гіперпосилань.

Використання електронного посібника в системі навчально-методичного забезпечення з математичної статистики дозволить розширити коло потенційних користувачів. За рахунок включення в посібник блоку нових розробок і проблемно-орієнтованої баз даних його можна використовувати більш тривалий час і затребуваність його буде вищою, наприклад, при вивченні таких тем:

1) “Основні поняття й задачі математичної статистики”;2) “Статистичні оцінки параметрів розподілу ймовірностей”;3) “Статистична перевірка гіпотез”;Висновки дослідження. Завдяки електронному посібнику з

математичної статистики вивчення матеріалу з різних тем забезпечить наочність, підвищить мотивацію за рахунок новизни такої форми навчання та збільшить час на самостійну роботу. Студенти мають можливість у будь-який час звернутися до теоретичної частини для вивчення та закріплення матеріалу, а потім перейти до практичної частини.

Посилання повинні передбачати можливість швидкого і цілеспрямованого пересування по навчальному матеріалу. Використання системи гiперпосилань дає можливість кожному студенту самостійно обирати шлях і темп вивчення матерiалу.

Мультимедії, аудіо-компонентів і відео-компонентів підвищують наочність представлення матеріалу, а також дають можливість використовувати його людям, що мають різні патології (порушення слуху, зору і т.п.). За рахунок цього можна збільшити кількість користувачів і ефективність застосування електронного посібника. Включення перерахованих компонентів в електронний посібник дозволяє перейти від пізнавальної моделі освіти до прагматичного, у якій той, якого навчають, стає активним об'єктом освіти.

Такий підхід до вивчення математичної статистики дає наочні уявлення про поняття, розвиває образне мислення, просторову уяву, неформальне розв’язання задач.

Студент має можливість самостійно без сторонньої допомоги одержати необхідну інформацію, як в тому числі і ту, яка відноситься до самостійних способів розв’язання конкретних завдань. Існує велика кількість переваг електронного посібника над друкованим, тому проблема створення якісного електронного посібника є актуальною в даний час проблемою.

Таким чином, використання електронних навчальних посібників дозволяє зробити серйозний крок на шляху переходу від пізнавальної до прагматичної моделі освіти. Електронний посібник сприяє рішенню проблем створення посібників нового покоління, що дають можливість

65


збільшити кількість користувачів, підвищити наочність представлення матеріалу, використовувати електронний посібник тривалий час, звести до мінімуму витрати на пошук і підбір літератури, здійснювати контроль отриманих знань і ін.

Перспективи подальших пошуків у напрямі дослідження. Проведене дослідження може стати важливим допоміжним фактором, що служить для більш ефективної та продуктивної роботи студентів. Сьогодні електронний посібник може допомагати викладачу розв'язувати дидактичні задачі: постановка мети заняття, мотивація навчання, виклад навчального матеріалу, закріплення, контроль, корекція знань, умінь та навичок студентів. За допомогою електронного посібника можна організовувати навчальну діяльність студентів в рамках будь-яких форм навчання: лекція, практичне, лабораторне заняття, самостійна робота студентів.

ЛІТЕРАТУРА1. Вембер В. П. Роль та місце електронного підручника в навчально-

методичному комплекті з навчального предмета для загальноосвітньої школи / Вебер В. П. // Актуальні проблеми психології : Збірник наукових праць Інституту психології ім. Г. С. Костюка АПН України / за ред. Максименка С. Д. – Т. VIII. – Вип. 6. – К., 2009. – С. 43–51.

2. Жалдак М.І. Комп’ютерно-орієнтовані засоби навчання математики, фізики, інформатики / Жалдак М. І., Лапінський В., Шут М. // “Інформатика”. № 3-4. 2006. 95 с.

3. Осин А. В. Технология и критерии оценки образовательных электронных изданий – [электронный ресурс] – http://ito.bitpro.ru/2001/ito/P/P-0-6.html

4. Толковый словарь терминов понятийного аппарата информатизации образования. – М. : ИИО РАО, 2006. – 88 с.

5. Федотова М. А. Формирование самостоятельной деятельности студентов в дидактической компьютерной бреде / Федотова М. А. // Информатика и образование. – 2006. – № 10. – С. 126–128.

УДК 512.642О. Б. Красножон,кандидат педагогічних наук, доцент(Бердянський державний педагогічний університет)

КОМП’ЮТЕРНА ПІДТРИМКА ТЕМИ “ЕЛЕМЕНТИ АНАЛІТИЧНОЇ

ГЕОМЕТРІЇ В ЕВКЛІДОВОМУ ПРОСТОРІ”

Постановка проблеми. До актуальних науково-методичних проблем ми відносимо спрямування фахової математичної підготовки студентів вищих навчальних закладів на формування умінь і навичок використовувати математичні програмні засоби для розв’язування прикладних задач. Процес розв’язування задач з математики вимагає 66


значних розумових зусиль, часових витрат і високої кваліфікації від студента, а тому не кожному студенту вищого навчального закладу вдається розв’язати задачу протягом аудиторного заняття. Виділимо науково-методичні аспекти цієї проблеми. Одним з них, на нашу думку, є недостатність, а іноді і відсутність, відповідного алгоритмічного наповнення змісту математичних дисциплін. Значне обмеження використання математичних програмних засобів обґрунтовується деякими педагогами відсутністю відповідно адаптованого програмного забезпечення, обмеженими ресурсами наявної комп’ютерної техніки, недостатнім досвідом роботи із сучасними педагогічними програмними засобами та з інших технічних або методичних причин. Таке ”обґрунтування” іноді обумовлює формування і поглиблення непрофесіоналізму студентів, обмеженості їхньої інформаційної та алгоритмічної культур. Використання студентами відведеного аудиторного часу виключно на виконання рутинних однотипних обчислень за допомогою олівця та аркушу паперу нівелює переваги застосовування сучасних програмних продуктів для інтенсифікації розумової діяльності студентів. Негативним наслідком такого навчання є відсутність навичок використання комп’ютерної техніки у своїй професійній діяльності, розумова та емоційна перенапруга під час виконання однотипних обчислювальних операцій. Усвідомлення необхідності подолання впливу зазначених негативних явищ обумовлює доцільність формування і поглиблення у студентів умінь і навичок використовувати математичні програмні засоби для розв’язування прикладних задач.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Зазначені вище негативні явища усуваються шляхом впровадження у навчальний процес комп’ютерно-орієнтованих методичних систем навчання математики та інших дисциплін. Ефективну реалізацію зазначених вище науково-методичних інновацій забезпечить ґрунтовна фахова підготовка й алгоритмічна культура викладачів математичних дисциплін. Запропонування на ринку програмних продуктів широкого спектру математичних програмних продуктів дозволяє викладачам і студентам автоматизувати рутинні математичні обчислення. Програмний засіб Mathcad є одним із ефективних помічників студента і викладача в обчислювальній розумовій діяльності. Застосування середовища Mathcad під час аудиторних занять формує і підсилює автономність і самостійність студента, озброює його потужним засобом автоматизації обчислень і перевірки отриманої відповіді, оскільки, як добре відомо викладачам, існує широкий клас задач, правильна відповідь на які не є однозначною. Методичним аспектам підвищення ефективності використання математичних програмних засобів у процесі математичної підготовки студентів педагогічних вищих навчальних закладів присвячено ряд науково-методичних публікацій, зокрема, навчальний посібник [10]. Автори посібника В. Шавальова та О. Красножон запропонували методичні напрацювання з проблеми ефективного використання засобів інформаційно-комунікаційних технологій у процесі навчання аналітичної геометрії і лінійної алгебри студентів вищих навчальних закладів.

67


Окремі науково-методичні публікації присвячені обґрунтуванню доцільності впровадження програмних засобів в шкільний курс математики. Так, Ю. Горошко та Є. Вінниченко пропонують залучити до процесу дослідження динамічних об’єктів, які містять параметр, сучасні комп’ютерні математичні програми. На думку авторів статті [2], розв’язування задач з параметрами завжди викликало великі труднощі в учнів. Багато в чому це пов’язано зі складністю унаочнити традиційними методами динамічні математичні об’єкти, що розглядаються у таких задачах. Саме тут можуть стати в нагоді сучасні математичні програми для підтримки навчання математики. Особливо ефективним авторам статті [2] вбачається використання програми GRAN-1, набір послуг якої дає змогу використовувати параметри в описах математичних об’єктів.

Посібник для вчителів [4] має на меті розкрити деякі аспекти використання засобів сучасних інформаційних технологій під час вивчення алгебри та початків аналізу в середніх навчальних закладах із різними ухилами навчання. У навчальному посібнику [1] подано основи обчислювальної математики і чисельні методи математичного аналізу в обсязі, необхідному техніку-програмісту для роботи на ПЕОМ. Навчальний посібник [3] містить вибрані питання обчислювальної математики відповідно до програми вищих технічних навчальних закладів. Практикум [6] містить докладне розв’язання типових прикладів курсу “Чисельні методи” з реалізацією в системі Mathcad та завдання для самостійної роботи. У підручнику [7] розглянуто чисельні методи алгебри і математичного аналізу, лінійного програмування і статистичної обробки результатів експерименту. Для більшості чисельних методів побудовано алгоритми алгоритмічною мовою Бейсік, які реалізуються на ПЕОМ. Статті [5], [8], [9] присвячені методичним та алгоритмічним аспектам використання комп’ютера у процесі математичної підготовки учнів і студентів у середніх та вищих навчальних закладах.

Цілі статті та постановка завдання. Узагальнення й систематизація наукових і методичних публікацій з теми дослідження свідчать про необхідність забезпечення формування у студентів умінь і навичок використання математичних програмних засобів у своїй професійній діяльності, розширення арсеналу прийомів і методів розв’язування задач алгоритмічного типу. Наведені міркування обумовили формулювання цілей статті та постановку завдань: стаття має за мету розкрити методичні аспекти використання засобів інформаційно-комунікаційних технологій під час математичної підготовки студентів та особливості застосування програмного засобу Mathcad під час вивчення теми “Елементи аналітичної геометрії в евклідовому просторі”; навести приклад із зазначеної теми, перевірка розв’язання якого може бути здійснена за допомогою програмного засобу Mathcad; привернути увагу педагогів до питання використання засобів інформаційно-комунікаційних технологій у математичній підготовці студентів як засобу формування в останніх дослідницьких та алгоритмічних прийомів загального характеру.

68


Виклад основного матеріалу дослідження. Спочатку наведемо приклад розв’язування типової задачі курсу “Лінійна алгебра” у так званому “безмашинному” варіанті для більш глибокого усвідомлення та засвоєння студентами теоретичного матеріалу.

Приклад 1. У просторі знайти базис , якщо L є підпростором, натягнутим на наступну систему векторів:

, ,

.

Розв’язування. Очевидно, що базис простору утворює фундаментальний набір розв’язків системи лінійних однорідних рівнянь, в якій коефіцієнтами при невідомих є координати векторів, лінійна оболонка яких утворює підпростір L. Отже, отримуємо наступну систему однорідних лінійних алгебраїчних рівнянь:

Розв’язуючи останню систему рівнянь методом Гаусса, матимемо:

,звідки

;

.

Надаючи вільним змінним , , послідовно значення 3,0,0; 0,3,0; 0,0,3, знайдемо фундаментальний набір розв’язків системи рівнянь

(базис – ортогонального доповнення підпростору L):

; ;

.

Відповідь: ; ;

.У наведеному нижче прикладі розв’язування задачі розкрито

методичні та алгоритмічні аспекти використання програмного засобу Mathcad під час вивчення теми “Елементи аналітичної геометрії в евклідовому просторі”.

69


Приклад 2. Знайдіть ортогональну проекцію і ортогональну складову вектора відносно підпростору L, заданого системою рівнянь

Розв’язування. Знаходимо базис L. Для цього дану систему рівнянь розв’яжемо за методом Гаусса і знайдемо фундаментальний набір розв’язків цієї системи рівнянь. Матимемо:

Отже, ; .

Надаючи послідовно вільним змінним , значень 1,0 та 0,1, знайдемо фундаментальний набір розв’язків даної системи рівнянь (базис підпростору L):

; .Таким чином, базис підпростору L утворюють вектори

; .Ортогоналізуємо отриманий базис підпростору L:

;

.Знаходимо ортогональну проекцію даного вектора

на підпростір L:

;

і ортогональну складову вектора :

.

70


Оскільки вектор належить

простору , то він має бути ортогональним кожному з векторів

та . Перевірка дає:

;

.

Перевірку обчислення ортогональної проекції і ортогональної складової вектора відносно підпростору L виконаємо за допомогою комп’ютера (рис. 1):

Рис. 1. Перевірка обчислень за допомогою комп’ютераОтже, обчислення ортогональної проекції і ортогональної

складової вектора відносно підпростору L виконані правильно.

71


Відповідь: ;

.

Висновки. До основних висновків дослідження ми відносимо наступні положення: розглянуті в статті приклади розв’язування задач з теми “Елементи аналітичної геометрії в евклідовому просторі” з використанням програмного засобу Mathcad є методичним напрацюванням, корисним для студентів і викладачів вищих навчальних закладів; методично доцільне і систематичне впровадження інформаційно-комунікаційних технологій у процес навчання математичних дисциплін сприятиме розв’язанню проблеми неефективного використання навчального часу шляхом усунення, автоматизації й алгоритмізації виконання рутинних однотипних обчислень студентами під час проведення аудиторних і позааудиторних занять; розв’язування задач з використанням математичних програмних засобів формує у студентів вищих навчальних закладів широкий спектр алгоритмічних прийомів загального характеру, цінних для математичного розвитку особистості та таких, що можуть бути застосованими і на будь-якому іншому математичному матеріалі.

Перспективи подальших пошуків у напрямі дослідження. Розробка та впровадження у навчальний процес вищих навчальних закладів багатоваріантних різнорівневих тестових завдань з математичних дисциплін, покликаних забезпечити формування і розвиток уміння студентів розв’язувати задачі з використанням математичних програмних засобі, є, на нашу думку, перспективним напрямом подальшого наукового пошуку. Програмні продукти Mathcad, MathLab та Maple ми відносимо до потужних професійних пакетів для математичних та економічних обчислень довільної складності, аналізу і моделювання математичних та технічних процесів, статистичної обробки результатів вимірювань та експериментів. Зазначимо, що кафедрам з фахової математичної підготовки студентів доцільно узгоджувати добір прикладного математичного програмного забезпечення із наявними інформаційними ресурсами кафедр інженерно-технічного напрямку підготовки фахівців.

ЛІТЕРАТУРА1. Вычислительная математика : учеб. пособие для техникумов /

Данилина Н. И., Дубровская Н. С., Кваша О. П., Смирнов Г. Л. – М. : Высш. шк., 1985. – 472 с.

2. Горошко Ю. Розв’язування задач з параметрами за допомогою програми “GRAN-1” / Горошко Ю., Вінниченко Є. // Математика в школі. – 2008. – №7-8. – С.45-48.

3. Демидович Б. П. Численные методы анализа. Приближение функций, дифференциальные и интегральные уравнения / Демидович Б. П., Марон И. А., Шувалова Э. З. [под ред.

72


Б. П. Демидовича]. – М. : Государственное издательство физико-математической литературы, 1963. – 400 с.

4. Жалдак М. І. Комп'ютер на уроках математики : посібник для вчителів / Жалдак М.І. – К. : Техніка, 1997. – 303 с.

Зайцева Т. В. Комп'ютерні технології на уроках алгебри та початків аналізу / Зайцева Т. В. // Комп'ютер у школі та сім'ї. – 1999. – №4. – С.34-37.

5. Литвин О. М. Практикум з курсів “Математичні методи та моделі в розрахунках на ПЕОМ” і “Чисельні методи” (із застосуванням системи MATHCAD) : навч. посіб. / Литвин О. М., Лобанова Л. С. – Х. : УІПА, 2006. – 153 с.

6. Лященко М. Я. Чисельні методи : підручник / Ляшенко М. Я., Головань М. С. – К. : Либідь, 1996. – 288 с.

7. Раков С.А. Навчальні дослідження з використанням пакета динамічної геометрії DG / Раков С. А., Горох В. П., Осенков К. О. // Математика в школі. – 2005. – №1. – С.10-14.

8. Шавальова В. І. Використання персонального комп'ютера у процесі вивчення курсу математичного аналізу у вищому педагогічному навчальному закладі / Шавальова В. І. // Комп'ютер у школі та сім'ї. – 2002. – №5. – С.29-33.

9. Шавальова В. І. Аналітична геометрія і лінійна алгебра з комп’ютерною підтримкою : навч. посіб. / Шавальова В. І., Красножон О. Б. – К. : Вид-во Європейського університету, 2010. – 362 с.

УДК 538.956А. С. Лазаренко,кандидат фізико-математичних наук, доцент А. І. Галиця,магістрант(Бердянський державний педагогічний університет)

ЗАЛЕЖНІСТЬ ЕЛЕКТРОПРОВІДНОСТІ ПРОВІДНИКІВ ВІД СТРУКТУРИ КРИСТАЛІЧНОЇ РЕШІТКИ

Постановка проблеми. Урахування впливу дефектної структури на властивості кристалічних твердих тіл має велике значення для багатьох сучасних технологій, оскільки розподіл дефектів різних типів не лише визначає основні фізичні характеристики монокристалів і полікристалів, а й дозволяє створювати зразки з керованими, заздалегідь визначеними властивостями.

Зазвичай при вивченні впливу дефектів особлива увага звертається на фізико-механічні і пластичні властивості. Однак існують незаперечні експериментальні свідчення про вплив дефектів на електрофізичні властивості кристалічних твердих тіл. Відповідно до цього уявляється актуальним вивчити вплив різноманітних типів дефектів (вакансій, дислокацій, меж зерен) на електропровідність

73


полікристалів, які є основним конструкційним матеріалом електротехнічного виробництва, сучасних напівпровідникових і мікроелектронних технологій.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. В основі електронної теорії металів лежить уявлення про електронний газ, що складається з вільних електронів (модель Друде). Електронному газу приписують властивості ідеального одноатобагато газу. Вільні електрони безперервно хаотично рухаються, причому середня кінетична енергія їх

руху дорівнює . Вони обмінюються енергією з кристалічною

решіткою при зіткненнях. Під дією зовнішнього електричного поля в металі виникає дрейф вільних електронів. Електрони прискорюються в проміжках між двома подальшими зіткненнями і передають при зіткненні отриману в електричному полі енергію кристалічній решітці. На основі цих уявлень можна пояснити ряд властивостей металів [1].

У квантовій теорії Зоммерфельда було прийнято таку саму модель ідеального газу вільних незалежних електронів, як і в класичній теорії Друде, але час між зіткненнями не конкретизувався, а розглядався як деякий невизначений параметр.

Електричні, теплові, оптичні й деякі інші властивості металів визначаються станом вільних електронів у них. Тому основним завданням квантової теорії металів є з'ясування закономірностей у розподілі вільних електронів за енергіями. Цей розподіл було отримано методами квантової статистики Фермі-Дірака. В основі квантової статистики лежать такі основні принципи: 1) усі електрони системи однакові (невиразні); 2) стан електрона визначається чотирма квантовими числами, а зміна стану — зміною хоча б одного з них; 3) у системі не може бути одночасно більше одного електрона в певному квантовому стані (принцип Паулі) [1].

У фізиці твердого тіла газ вільних носіїв, що підпорядковується принципу Паулі, називається вільним електронним газом Фермі.

Формулювання цілей статті. У напівкласичному підході з’ясувати особливості механізмів електропровідності металів залежно від концентрації динамічних і статичних дефектів

Електропровідність провідників слід було б розглядати з позицій квантової механіки, проте це складне завдання для початкового розгляду проблеми. Тому скористаємося напівкласичним підходом для обчислення електропровідності провідників.

Розглянемо провідник, у якого за відсутності зовнішнього електричного поля зайняті стани електронів у просторі хвильових векторів, тобто в - просторі будуть обмежені поверхнею Фермі, яку для простоти вважатимемо сферою, що не перетинає межі першої зони Бриллюена (див. рис. 1).

74


Рис. 1 Зміна розподілу електронів по станах при дії на провідник зовнішньою силою з боку електричного поля.

При появі зовнішнього поля на електрони діятиме сила. Вони почнуть прискорюватися відповідно до другого закону Ньютона :

(1)

Електрони через час набувають додаткову швидкість:(2)

Можна вважати, що розподіл електронів по станах, зображений на рис. 1, відбувається за умови зміщення на деяку відстань. Очевидно, що через досить великий час швидкість електронів і зміщення розподілу електронів на рис. 1 можуть стати дуже великими. При цьому необхідно враховувати зіткнення електронів як один з одним, так і з різними перешкодами.

Досконала кристалічна решітка не може бути перешкодою для руху електронів з хвильовими векторами, що не потрапляють на межі зон Бриллюена. Електрон може стикатися лише з іншими електронами і з різними дефектами кристалічної решітки, які прийнято розділяти на динамічні і статичні.

До динамічних дефектів відносяться, наприклад, фонони і магнони, взаємодія електрона з ними нагадує зіткнення з рухомою часткою, звідси і їх назва. Насправді механізм взаємодії дещо інший: рухомий фонон спотворює кристалічну решітку, і електрон відхиляється її деформованою ділянкою.

До статичних дефектів відносяться всі дефекти кристалічної решітки, взаємодію електрона з ними нагадує зіткнення з часткою, що є статичною, звідси і така назва. Концентрація динамічних дефектів зростає при збільшенні температури, а статичних дефектів приблизно залишається постійною.

Поміж зіткненями електрон прискорюватиметься якийсь середній час , званий часом релаксації, після чого станеться зіткнення,

75


швидкість електрона зміниться і прийме випадкове, в середньому рівне нулю значення. За час, що проходить між зіткненнями, електрон набуває середню швидкість спрямованого руху, звану дрейфовою швидкістю:

. (3)Це забезпечить протікання струму з щільністю:

, (4)

Згадавши закон Ома : , отримуємо для коефіцієнта електропровідності такий вираз:

. (5)Для питомого опору виходить вираз:

. (6)

Через позначена середня частота зіткнень електрона.Для аналізу залежності необхідно розглянути залежність

від температури і концентрації дефектів.Можна вважати, що динамічні й статичні дефекти при не занадто

великих їх концентраціях впливають на рухомі електрони незалежно один від одного. Тоді можна рахувати частоту зіткнень електрона з дефектами що складається з суми двох частин:

. (7)Перший доданок не залежить від температури. Другий доданок

залежить, по-перше, від концентрації фононів і від механізмів зіткнень електронів з фононами, по-друге, від зіткнень електронів між собою.

Рис. 2a. Схема зіткнень двох електронів між собою. Стрілками позначені хвильові вектори двох електронів до і після

(3 і 4) зіткнення.

76


Рис. 2б. Схема зіткнень двох електронів між собою. Стрілками позначені хвильові вектори двох електронів до і після

(3 і 4) зіткнення.При зіткненнях електронів між собою необхідно враховувати

закони збереження енергії, імпульсу і принцип Паулі. Останній призводить до додаткових обмежень на значення й напрямки хвильових векторів електронів після зіткнення: електрон повинен знаходитися в стані, не зайнятому іншими електронами. Таких зайнятих станів, що знаходяться на рис. 2б усередині найменшої сфери, – значна більшість, і саме в них не може виявитися електрон після зіткнення, через що вони не відбуваються, навіть якщо вони дозволені законами збереження енергії і імпульсу.

Процеси, зображені на рис. 2а (ліворуч), можливі, оскільки для них виконані закон збереження енергії й імпульсу та забезпечено виконання принципу Паулі. Процеси, зображені на рис. 2а (справа), неможливі, оскільки стан 4 зайнятий і електрон після зіткнення не може в ньому виявитися. Украй маловірогідні й процеси, зображені на рис. 2б (ліворуч), хоча стани 3 і 4 вільні. Для їх здійснення буде потрібно залучити додаткову енергію, що набагато перевершує (сумарна енергія електронів у станах 3 і 4 значно перевершує сумарну енергію електронів у станах 1 і 2). Тому в процесах зіткнень беруть участь тільки електрони, хвильові вектори яких знаходяться тільки в дуже тонкому шарі поблизу поверхні Фермі (див. рис. 2а (ліворуч)). І з цієї зазначеної кількості електронів не всі зможуть стикатися із-за обмежень, що накладаються законом збереження імпульсу. Наприклад, зіткнення електронів з хвильовими векторами, відміченими на рис. 2б (справа), неможливі через невиконання закону збереження імпульсу. З цих причин електрони, що знаходяться в металі на малих відстанях порядку міжатомних і таких, що швидко рухаються, стикаються, проте порівняно рідко. Результатом цього є дуже велика довжина вільного пробігу електронів, що досягає іноді десятків і сотень тисяч міжатомних відстаней. Як показують розрахунки і аналіз дослідних даних, зіткнення електронів з фононами відбуваються частіше, ніж електронів з електронами.

Розглянемо детальніше процес зіткнення електронів з фононами, оскільки вони забезпечують головний внесок в електроопір металу. Число фононів при температурах порядку кімнатної пропорційне

77


температурі, тому вважають, що частота зіткнень електронів з фононами пропорційна температурі. Згідно [7] вклад в електроопір від динамічних дефектів виявиться також пропорційним температурі. Експериментальні дані (див. рис. 3) добре підтверджують цей висновок.

Залежність питомого опору від температури характеризують величиною температурного коефіцієнта опору:

. Підкреслимо, що при одній і тій же температурі величина , розрахована за даними рис. 3 для сплавів різного складу, виявляється різною, оскільки дорівнює відношенню тангенса нахилу кривої (вони приблизно однакові для всіх кривих) до величини , різної для сплавів різного складу. З цієї причини для сплавів з великим вкладом статичних дефектів у питомий опір величина виявляється дуже малою.

Рис. 3. Температурні залежності питомого опору міді та сплавів мідь-нікель.

По кривих, зображених на рис. 3, видно, що вклади в питомий опір провідника від динамічних і статичних дефектів можна вважати адитивними. Концентрація статичних дефектів і пов'язаний з нею питомий опір провідника при температурі поблизу абсолютного нуля пропорційні концентрації атомів домішок.

Висновки. У техніці особливо широко використовуються матеріали з мінімальними і максимальними значеннями . Перших потрібні для створення компактних і економічних електричних з’єднань і електротехнічних виробів, а другі – для різних нагрівачів і датчиків.

Провідники з мінімальним питомим опором. Для створення таких матеріалів забезпечують мінімальну кількість дефектів. Для зменшення концентрації статичних дефектів використовують найбільш чисті метали, і їх додатковий відпал, який сприяє зменшенню концентрації – "лікування" дефектів і зменшенню (див. рис. 3). Для зменшення концентрації динамічних дефектів бажано застосовувати охолодження провідників,

78


проте це звичайно не вигідно зі сторони економії, тому обмежуються зазвичай боротьбою з перегріванням виробу, наприклад, за допомогою повітряного обдування, циркуляції рідини навкруги або усередині дротів.

Як найбільш ефективні провідники, найчастіше використовують добре очищені мідь, алюміній або срібло.

Провідники з максимальним опором. Для створення таких провідників забезпечують максимальну кількість дефектів у матеріалі. Для цього використовують сплави атомів електронних оболонок, що розрізняються будовою, але добре змішуються між собою. У такому разі кристалічна решітка складається з атомів, які безладно чергуються й утруднюють рух електронів, розсіюючи їх.

Перспективи подальших пошуків у напрямі дослідження пов’язані зі створенням якісної моделі взаємодії електронів провідності з лінійними та об’ємними дефектами кристалічної решітки, а саме: дислокаціями, порами, межами зерен.

ЛІТЕРАТУРА1. Павлов П. В. Физика твердого тела / Павлов П. В., Хохлов А. Ф.

– М. : Высш. шк., 2000. – 494 с.2. Пасечник Н. Д. Элементарная электротехника. – К. : Гос. изд-во

техн. литературы УССР, 1957. – 224 с. 14. 3. Телеснин Р.В. Курс физики. Электричество : учеб. пособие /

Телеснин Р. В., Яковлев В. Ф. – М. : Просвещение, 1970. – 488 с.4. Трофимова Т. И. Краткий курс физики : учеб. пособ. для вузов. –

М. : Высш. шк., 2004. – 352 с. 5. http://physics.nad.ru/physics.htm

УДК 530.145.7А. С. Лазаренко,кандидат фізико-математичних наук, доцентА. С. Мироненко,магістрант (Бердянський державний педагогічний університет)

КВАНТОВИЙ ОБ'ЄКТ У ПОТЕНЦІЙНІЙ ЯМІ КІНЦЕВОЇ ГЛИБИНИ

Постановка проблеми. Системи квантових частинок в обмежених локальних об’ємах мають унікальні властивості, придатні до використання в новітніх технологіях. Означені квантові системи мають дискретний енергетичний спектр випромінювання і поглинання, тобто можуть ефективно використовуватися для створення джерел монохроматичного випромінювання, фільтрів електромагнітного випромінювання, пристроїв для накопичення і перетворення енергії, різноманітних датчиків вимірювальних приладів, елементів пам’яті, операційних юнітів цифрової техніки. На практиці зв’язані стани виникають у результаті взаємодії квантових часток з поверхневими й об'ємними дефектами і потенціальними рельєфами різної форми. Для розв'язання відповідних модельних задач

79

http://physics.nad.ru/physics.htm


зазвичай використовуються методи теорії збурень. Одним з варіантів початкового наближення при використанні цих методів є аналітичні розв'язки задач про зв'язаний стан квантової частинки в нескінченно глибокій потенціальній ямі й ямі скінченої глибини.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. За останні десятиліття центром уваги в розвитку фізики стали матеріали з розмірним квантуванням. Першим цей ефект виявив японець Лео Есакі на класичних матеріалах GaAs та AlAs, за що і був нагороджений Нобелівською премією [4, с.5]. Квантово-розмірний ефект – це ефект, зв’язаний з квантуванням енергії носіїв заряду, рух яких обмежений в одному, двох або трьох напрямах. При обмежені безмежного кристала потенціальними бар’єрами або при створені границь виникають дискретні рівні квантування. Для того щоб спостерігався цей ефект, необхідне виконання умови, що довжина вільного пробігу електрона повинна бути більша за ширину потенціальної ями [3, с.9].

Постановка завдання. Розглянути теоретичну модель виникнення зв’язаних квантових станів на прикладі потенціальних ям нескінченної та обмеженої глибини. Порівняти основні квантові характеристики цих станів.

Потенціальна яма нескінченної глибиниРозглянемо випадок просторово-обмеженого одновимірного руху

квантової частинки в глибокій потенціальній ямі з вертикальними стінками, шириною l. Потенціальна енергія електрона зовні й всередині такого ящика має значення:

Графік залежності потенціальної енергії частинки U(x) від х показаний на рис 1. Частинка в такій ямі може вільно рухатись на ділянці 0 х l. На кінцях цього інтервалу вона стикається з абсолютно твердими стінками, непрозорість яких визначається необмеженим зростанням потенціальної енергії U(x) в точках х = 0 і х = l.

Рис. 1. Графік залежності потенціальної енергії частинки U(x) від х

Прикладом руху електрона в потенціальній ямі може бути рух колективізованих електронів усередині металу. Як відомо, в класичній електронній теорії вважали, що поза металом потенціальна енергія електрона дорівнює нулю, а всередині металу вона від’ємна і чисельно дорівнює роботі виходу електрона з металу. Інакше кажучи, вважали,

80


що рух електронів обмежений потенціальним бар’єром прямокутної форми з пласким дном. У нашому випадку потенціальна яма значно простішої форми, ніж реальний випадок електрона в металі.

Оскільки частинка не виходить за межі ділянки 0 х l, то ймовірність знайти її за межами цієї ділянки дорівнює нулю. Це означає, що рівняння Шредінгера для стаціонарних станів можна доповнити граничними умовами ψ(0)=0 і ψ(l)=0.Стаціонарне рівняння Шредінгера має вигляд:

де m – маса частинки; – модифікована стала Планка; Е – повна енергія частинки; (х) – хвильова функція.

Розв'язуючи стаціонарну задачу Шредінгера для частинки в нескінченно глибокій потенціальній ямі, отримаємо відомий результат:

де n= 1, 2, 3, … – квантове число, яке визначає вигляд хвильової функції й енергію частинки в стані з цією хвильовою функцією. Для частинки в потенціальному ящику можливі лише такі енергетичні рівні, на яких вміщується ціле число півхвиль де Бройля.

Потенційна яма кінцевої глибиниПотенційна яма прямокутної форми й кінцевої глибини

схематично зображена на рис.2.

Рис 2. Потенційна яма кінцевої глибиниЗалежність U(x) виражається функцією:

Метод рішення аналогічний застосованому в попередніх задачах, однак розрахунки в цьому випадку більш громіздкі. Відмінність хвильової функції і енергетичних рівнів від тих, які виходять у задачі при нескінченно глибокій потенційній ямі, ми отримаємо за допомогою якісних міркувань. Для цього ми спочатку уточнимо деякі властивості одновимірного рівняння Шредінгера. Переписавши його у формі:

81


переконуємося, що знак Ψ(x) збігається зі знаком Ψ״(x) при U > E і що їх знаки протилежні при U < E. У першому випадку функція має позитивну кривизну, у другому – негативну. Розглянемо спочатку випадок U > E. Йому відповідають чотири різних варіанти співвідношення між знаками функції, її першої та другої похідних:

№ 1 2 3 4

+ –

'' + –

' + – + –

Всі вони можуть бути описані експонентою:

з дійсним параметром k, позитивним чи негативним. Як видно на рис.3, перший і четвертий варіанти не годяться для фізичних додатків, так як вони описують функції з нескінченно зростаючим модулем при збільшенні x.

Рис 3. Криві з позитивною кривизною: E > UЗ'ясуємо поведінку хвильової функції при E > U. На рис 4

наведені всі варіанти кривих з негативною кривизною.

82


Рис 4. Криві з негативною кривизною

Вони перераховані в наступній таблиці:№ 1 2 3 4

+ –

'' – +

' + – – +

Тепер для опису всіх кривих підходить функція:

Таким чином, за умови E > U реалізуються осцилюючі рішення, якщо ж E < U, то хвильова функція експоненційно затухає. Облік граничних умов – безперервність хвильової функції разом з її першої похідної – все це відповідає одночасній підгонці амплітуди b в експоненційній формі і фази φ в поданні гармонійної функції.

Повернемося до розглянутої задачі. Побудуємо якісне рішення для випадку E < U0. У центрі 0 < x <L рішення описується гармонійної функцією, а по краях воно експоненційно затухає. Графік хвильової функції схематично зображений на рис 5. Міняючи фазу осциляцій і амплітуди експонент, ми зшиваємо всі три ділянки області зміни хвильової функції. Це можливо лише в тому випадку, якщо всередині ями укладається ціле число півхвиль. Таким чином, знову отримуємо квантування енергетичних рівнів.

83


Рис 5. “Зшивання” хвильової функції

Висновки. Особливості отриманих розв'язань для ями обмеженої глибини полягають в наступному.

Яма кінцевої глибини об'єднує в собі властивості нескінченно глибокої ями і потенційного бар'єру. Усередині ями мають місце осцилюючі рішення, а при x < 0 і x > L хвильова функція “просочується” назовні. Вище ми отримали, що величина просочування зростає із зменшенням модуля різниці | U0 – E |. Просочування викликає розтягування вузлів і, як наслідок, зниження рівнів енергії. Чим вище лежить рівень, тим далі за межі відрізка (0, L) йде хвильова функція. Це означає, що із збільшенням квантового числа n у більшій мірі зростає відстань між вузлами, а разом з ним – і довжина хвилі. Нагадаємо, що енергія обернено пропорційна квадрату довжини хвилі де'Бройля:

Отже, із зростанням n рівні опускаються все глибше в порівнянні з їх становищем у ямі з нескінченно високими стінками. На рис. 6 зображені рівні енергії і графіки хвильової функції в порівнянні з нескінченно глибокою ямою. Зсув першого рівня невеликий, для третього він найбільший.

Рис 6. Порівняння ями кінцевої глибини U0 (зліва)з безкінечно глибокою потенційною ямою (справа)

Ще одна важлива властивість ями кінцевої глибини полягає в тому, що в ній взагалі можуть бути відсутніми зв'язані стану. Локалізуємо частку в області Δx ~ L. Мінімально можлива енергія Emin

зв'язаного стану виходить із співвідношення невизначеностей, де точність локалізації частинки вважаємо рівній ширині ями L:

.Звідси випливає:

.

84


Зв'язані стани існують, якщо

тобто при виконанні нерівності

.

Положення рівня визначається добутком U0L2. Пов'язані стану є або у досить широкій ямі, або в досить сильному полі. Якщо при фіксованій ширині L ми будемо зменшувати U0, то дискретний рівень поступово піднімається вгору, ближче до кордону ями, і настане момент, коли рівень “спливе” в континуум. Те ж саме станеться, якщо в заданому полі U0 будемо зменшувати розмір ями L.

Перспективи подальших пошуків у напрямі дослідження. Подальші дослідження передбачають розв'язання задач про зв'язані стани в двовимірній та трьохвимірній потенціальних ямах, які відповідають моделям структурних дефектів типу поверхневих і об'ємних пор.

ЛІТЕРАТУРА1. Нанотехнологии в электронике [под ред. Ю. Чаплыгина]. – М. :

Техносфера, 2005. – 380 с.2. Рашба Э. Квантовый эффект Холла / Э. Рашба, В. Тимофеев //

– ФТП,1986. – 20, в.6. – С.977-1024.3. Шик А. Физика низкоразмерных систем / А. Шик, Л. Бакуева,

С. Мусихин, С. Рыков. – СПб. : Наука, 2001. – 320 с.4. Эсаки Л. Путешествие в страну туннелирования / Л. Эсаки //

Нобелевская лекция. – УНФ, 1975. – Т.116, в. 4.

УДК 378.147.88: 371.381С. І. Сиващенко,старший викладач(Бердянський державний педагогічний університет)

МОДЕЛЬ ФОРМУВАННЯ КУЛЬТУРИ ПРАЦІ СТУДЕНТІВ НА ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТТЯХ У НАВЧАЛЬНИХ МАЙСТЕРНЯХ

Постановка проблеми. Процес формування культури праці майбутніх учителів технологій на практичних заняттях у навчальних майстернях зумовлений декількома факторами. По-перше, на рівень сформованості культури праці безпосередньо впливає стан загальної культури студентів. По-друге, вони вже мають особистий рівень культури праці, що сформувався до початку навчання в педагогічному навчальному закладі. По-третє, культура праці студентів формується, навіть якщо вони не володіють знаннями, що це таке. По-четверте, процес формування культури праці на практичних заняттях у навчальних майстернях відбувається і тоді, коли його спеціально,

85


свідомо та цілеспрямовано ніхто не планує, отже, відбувається довільно, сам по собі, що не виключає зворотних, руйнівних процесів.

Відповідно до цих факторів, ураховуючи загальний стан культури студентів та їх особистий рівень культури праці, існує потреба взяти процес формування культури праці студентів на практичних заняттях у навчальних майстернях під контроль і забезпечити його ефективне керівництво ним.

Аналіз досліджень і публікацій свідчить, що проблеми формування культури праці в процесі трудової діяльності молоді порушувалися у різні роки (О. Авраменко, І. Зарецька, С. Лісова, Ю. Кузьменко, С. Матушкін та ін.). Проте відсутні дослідження щодо формування культури праці студентів вищих начальних закладів, майбутніх учителів технологій.

Мета статті – розглянути та обґрунтувати модель формування культури праці студентів на практичних заняттях у навчальних майстернях.

Будь-яка діяльність може відбуватися на різних рівнях реалізації. Нормативно-репродуктивний рівень передбачає відтворення наявних нормативних, традиційно сталих сценаріїв діяльності, використання яких як основних орієнтирів у діяльності відбувається на адаптивно-перетворювальному рівні. Третій, творчо-пошуковий рівень відрізняється тим, що діяльність спрямована на пошук нових моделей її здійснення.

Розглянемо модель формування культури праці у майбутніх учителів технологій на практичних заняттях у навчальних майстернях, що має такі складові: соціальне замовлення, ціль, мета, принципи, методи, засоби і форми навчання, а також показники рівнів сформованості культури праці студентів.

На часі реалізація соціального замовлення щодо підготовки вчителя технологій, яка повинна відбуватись з урахуванням нових вимог до технологічної освіти як складової загальної освіти. Змінюється роль учителя, який не стільки контролює вивчення і відтворення учнем певних знань і відповідних умінь, а допомагає і підтримує його в процесі засвоєння і застосування нових знань на практиці з урахуванням його особистих здібностей та природних нахилів.

Підготовка майбутніх учителів технологій має забезпечити здатність на практиці вирішувати нові завдання. Принципово важливим, на нашу думку, є формування в учнів культури праці, виходячи із сучасного розуміння технологічної освіти, що потребує відповідної підготовки майбутніх учителів технологій. Отже, готовність учителя технологій до формування культури праці в учнів розглядається нами як ціль у контексті запропонованої моделі.

Мета має винятково важливе значення для постановки і виконання конкретних завдань. Триєдина мета формування культури праці студентів на практичних заняттях у навчальних майстернях переслідує розв’язання трьох взаємопов’язаних завдань:

1. Навчальні завдання – засвоєння студентами знань основ культури праці, спеціальних умінь і навичок; розвиток їх пізнавальної творчої діяльності; набуття ними належного власного суб’єктивного досвіду.86


2. Розвивальні завдання – розвиток логічного мислення, невербального інтелекту, мобільності пам’яті, пізнавальних сил і здібностей студентів, їх самостійності у розв’язанні навчальних завдань; розвиток свідомого, творчого ставлення до оволодіння й застосування вмінь і навичок культури праці; підвищення рівня інтелектуальних здібностей, умінь активізувати пошук ідей та інтенсифікувати процес їх генерування.

3. Виховні завдання – формування ставлення студентів до праці як до потреби з прагненням самореалізації, розуміння значимості праці та її суб’єктивного поцінування; вмінь самостійно приймати рішення, будучи упевненим у собі, працювати, отримуючи задоволення від самого процесу трудової діяльності, долаючи труднощі під час праці, доводячи справу до кінця; формування переконань студентів у значущості культури праці для майбутнього самостійного життя взагалі та професійної діяльності зокрема; усвідомлень світоглядного, соціального, практично-прикладного значення культури праці; прагнень до творчого вирішення навчально-пізнавальних задач.

Процес формування культури праці студентів на практичних заняттях у навчальних майстернях здійснюється і спрямовується викладачем як організатором, вихователем і консультантом. Майстерність викладача дозволяє послідовно і планомірно підводити студентів до виконання більш складних завдань, ураховуючи їх індивідуальні особливості. Викладач спонукає студентів мислити і самостійно працювати, пам’ятаючи, що знання, вміння, спосіб мислення засвоюються і формуються тільки в процесі розумної практичної діяльності. На формування культури праці студентів значний вплив має особистий приклад викладача. Завдяки педагогічній майстерності, високому рівню професійної компетентності (складовою якої є і культура праці) творчий викладач формує ставлення студентів до праці на своєму прикладі. Його власний рівень культури праці повинен бути вартий наслідування і викликати повагу студентів.

Має велике значення і культура праці навчального майстра, який під час практичних занять у навчальних майстернях є вихователем і консультантом. Слід сказати, що культура праці студентів формується у взаємодії як з викладачем, так і з навчальним майстром. Тому дуже важлива узгодженість у їхній спільній діяльності і поглядах щодо культури праці.

У процесі педагогічної діяльності викладач здійснює такі функції, як прогнозування, діагностування, планування, організування, інформування, оцінювання, а також корекційну й аналітичну. Планування процесу формування культури праці студентів на практичних заняттях у навчальних майстернях передбачає визначення принципів, методів, засобів і форм навчання. Формування культури праці студентів як цілеспрямований, системний і послідовний процес ґрунтується на певній системі принципів навчання.

Принцип гуманізації орієнтує на особистість студента і співробітництво між усіма учасниками педагогічного процесу. Принцип професійної спрямованості передбачає набуття практичного

87


професійного досвіду та підготовку студентів до формування культури праці в учнів у майбутній професійній діяльності. Принцип єдності навчання і виховання забезпечує системне формування структурних компонентів культури праці. Принцип органічного зв’язку теорії з практикою передбачає створення умов для ефективного формування умінь і навичок культури праці студентів. Принцип свідомості й активності студентів визначає головне спрямування пізнавальної діяльності студентів, за яким передбачається осмислений і творчий підхід до опанування культури праці. Принцип неперервності забезпечує формування культури праці студентів при вивченні всіх розділів практикуму в навчальних майстернях. Принцип індивідуалізації передбачає врахування всієї сукупності індивідуальних особливостей особистості, а також поєднання індивідуальних і колективних форм роботи зі студентами. Принцип самостійності сприяє реалізації потенційних можливостей студентів, а також регулює свідомість, осмисленість, практичну доцільність та результативність самостійної діяльності студентів. Принцип опори на емоційно-вольове активізує пізнавальну діяльність студентів за умови володіння ними своїм настроєм, емоціями і переживаннями. Додамо, що наведені принципи тісно взаємопов’язані й зумовлюють один одного.

Перейдемо до розгляду методів формування культури праці у майбутніх учителів технологій на практичних заняттях у навчальних майстернях, що упорядковують способи отримання інформації та оволодіння вміннями і навичками, спільної діяльності викладача і студентів, змісту навчального матеріалу, а також сукупність прийомів, дій і операцій.

Методи навчання систематизуються за різноманітними ознаками, унаслідок чого в сучасній педагогіці існує чимало відповідних класифікацій. Щоб подолати труднощі, які виникають при доборі методів навчання із всього різноманіття, на сьогодні в дидактиці вже визначено цілісний підхід до їх класифікації. Вчені відмовилися від спроб будувати одновимірні класифікації і перейшли до побудов багатовимірних моделей методів навчання.

В. Бондар запропонував модель загальних методів навчання, у якій звів різноманітність ознак методів навчання в систему та взяв у якості матеріальної основи побудови ідеальної системи методів решітку кристала у формі прямокутного паралелепіпеда. Вчений доводить: “Під цілісною моделлю методів навчання розуміють не просто сукупність механічно поєднуваних відомих класифікацій, а таку сукупність, яка об’єднує в єдину цілісну систему ряд відомих класифікацій, і в цій цілісності можна встановити відношення супідрядності, послідовності й вивідності” [1, с.87].

Спираючись на основні класифікаційні групи методів навчання, використовуючи модель загальних методів навчання, будь-який метод можливо розглянути у чотирьох вимірах, охарактеризувавши його за джерелом інформації, за логікою розгортання пізнавального процесу, рівнем самостійності студентів, а також за функцією навчання.

Для того, щоб сконструювати методи формування культури праці в майбутніх учителів технологій на заняттях у навчальних майстернях, 88


необхідно вирішити питання про їх кількість. Вона регламентується відповідно до структурування змісту навчального матеріалу, який підбирається до кожного етапу заняття. У структурі занять у навчальних майстернях можна виділити три основні етапи: засвоєння теоретичного матеріалу, розробка технологічних карт, виготовлення виробів.

Схему фіксації методів формування культури праці у студентів на заняттях в навчальних майстернях зображено на рис. 1.

Метод засвоєння студентами знань основ культури праці зафіксовано на схемі під першим номером, методи формування вмінь та навичок при розробці технологічних карт – другим, при практичній роботі – третім.

На поданій схемі по вектору Х розміщена група методів за рівнем пізнавальної самостійності студентів (П-І – пояснювально-ілюстративні, Р – репродуктивні, ПВ – проблемного викладу, Ч-П – частково-пошукові, Д – дослідницькі методи); по вектору Y – за джерелом інформації (С – словесні, Н – наочні, П – практичні методи), по вектору S розміщена група методів за логікою розгортання пізнавального процесу (І – індуктивні, Д – дедуктивні, Т – традуктивні, К – метод конкретизації). На векторі Z зазначені певні дидактичні функції.

Важливе значення для формування культури праці в студентів мають засоби навчання. Інформаційні засоби навчання забезпечують студентів усією потрібною навчальною інформацією на різних носіях (підручники, навчальні посібники, методичні вказівки, креслення, зразки технічної документації, навчальні тематичні відеофільми, інтернет-ресурси). Для формування культури праці в студентів на практичних заняттях у навчальних майстернях застосовуються сучасні засоби навчання організації практичної діяльності (обладнання, верстати, пристосування, інструменти, матеріали). За допомогою контролюючих засобів навчання проводиться діагностування, перевірка й оцінювання

89


знань, умінь, навичок і здібностей студентів (комп’ютерний тестовий контроль).

Звернімося до форм організації формування культури праці у студентів на практичних заняттях в навчальних майстернях. Передбачені такі форми: підгрупові, індивідуальна і на самостійних робочих місцях. У складі підгрупи студенти засвоюють основні знання щодо культури праці. На практичних заняттях у навчальних майстернях проводяться групові інструктажі: вступний, поточний і заключний (підсумковий). Індивідуальна форма навчання передбачає дослідницьку, самостійну роботу студентів і консультації. Самостійно на робочих місцях студенти намагаються реалізувати свій потенціал, задіюють наявні вміння та навички культури праці, розвивають їх, формують нові для вирішення перешкод, що виникають під час практичної роботи. Найбільший ефект формування культури праці студентів досягається, коли поєднуються всі форми.

Для контролю сформованості культури праці студентів на практичних заняттях у навчальних майстернях застосовуються три рівні: високий, середній і низький, за кожним з яких визначено показники сформованості культури праці студентів.

Високий (творчий) рівень. Студент ставиться до праці як до потреби з прагненням самореалізації; працює, отримуючи задоволення від самого процесу трудової діяльності; має високий ступінь оволодіння інтелектуальними уміннями і навичками; поважає й шанує працю; естетично ставиться до процесу і предмета праці; розуміє значущість культури праці для майбутнього життя та усвідомлює світоглядне, соціальне й практично-прикладне її значення; володіє глибокими, міцними та узагальненими знаннями щодо значення, сутності, змісту і функцій культури праці; виявляє неординарні творчі здібності; має високий ступінь невербального інтелекту; визначає оптимально можливий спосіб конкретної трудової діяльності; раціонально організовує процес праці, впевнено керує ним і отримує результат, відповідний поставленій меті; вдало засвоїв набутий осмислений, позитивний особистий досвід; самостійно приймає рішення, упевнений у собі; аналітично оцінює наслідки кожної з ланок трудового процесу, кожної операції, дії, а також результат трудової діяльності.

Середній (достатній) рівень. Студент ставиться до праці як до засобу із бажанням самоствердження; працює, отримуючи задоволення від результату праці; має середній ступінь оволодіння інтелектуальними уміннями і навичками; поважає працю; майже завжди естетично ставиться до процесу і предмета праці; розуміє значущість культури праці для майбутньої професійної діяльності й усвідомлює соціальне й практично-прикладне її значення; володіє достатньо повними, системними знаннями основ культури праці; проявляє творчі здібності; має середній ступінь невербального інтелекту; визначає можливий спосіб конкретної трудової діяльності; з розумінням організовує процес праці та керує ним, отримуючи результат, наближений до поставленої мети; добре засвоїв набутий позитивний особистий досвід; самостійно

90


приймає рішення, але не без сумніву; вчасно оцінює наслідки основних ланок трудового процесу та результат трудової діяльності.

Низький (початковий) рівень. Студент ставиться до праці як до навчальної необхідності; працює без особливого задоволення; має низький ступінь оволодіння інтелектуальними уміннями і навичками; віддає належне праці; естетично ставиться до предмета праці; визнає важливість культури праці для майбутньої професійної діяльності й усвідомлює її практично-прикладне значення; виявляє знання й розуміння основних положень культури праці; епізодично проявляє творчі здібності; має низький ступінь невербального інтелекту; визначає спосіб трудової діяльності у стандартних ситуаціях; формально організовує процес праці, невпевнено керує ним і отримує результат, схожий на поставлену мету; у цілому засвоїв набутий особистий досвід; не завжди самостійно приймає рішення, невпевнено оцінює наслідки основних ланок трудового процесу та результат трудової діяльності.

Висновки. Упровадження розглянутої моделі дозволить системно, послідовно, цілеспрямовано розвивати рівень культури праці студентів, тим самим підвищуючи його на практичних заняттях у навчальних майстернях, що безумовно впливатиме на їх готовність у майбутній професійній діяльності до формування культури праці в учнів.

Перспективи подальших пошуків у напрямі дослідження полягають у випробовуванні розробленої моделі та всебічному розгляді отриманих результатів.

ЛІТЕРАТУРА1. Бондар В. І. Дидактика / В. І. Бондар. – К. : Либідь, 2005. – 264 с.

УДК 372.8.53 : 536 О. В. Школа,кандидат педагогічних наук, доцент О. Ю. Донєва,магістр(Бердянський державний педагогічний університет)

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ВИЗНАЧЕННЯ СТАЛОЇ БОЛЬЦМАНА

Постановка проблеми. Основним завданням сучасної вищої педагогічної школи є виховання творчої особистості, ґрунтовна й всебічна підготовка студентів до активної професійної діяльності. Важливого значення при цьому має вивчення майбутнім фахівцем фундаментальних фізичних теорій, до числа яких, безперечно, відносять і молекулярну фізику та термодинаміку. Без цієї наукової теорії формування в студентів найповнішого уявлення про сучасну фізичну картину світу неможливе. Молекулярна фізика і термодинаміка – це той розділ загальної фізики, на якому ґрунтується викладання низки курсів теоретичної фізики, зокрема таких, як статистична фізика, теорія твердого тіла, фізика конденсованих

91


середовищ тощо, а також багатьох спеціальних курсів з більшості фізичних, інженерно-фізичних і технологічних спеціальностей. З успіхами молекулярної фізики, зокрема, нерозривно пов’язаний розвиток сучасної хімії, біології, нанофізики, біоніки, біоенергетики та ін.

У викладанні курсу загальної фізики особливе місце займає вивчення фізичної сутності фундаментальних фізичних констант. Такі сталі входять до рівнянь, що описують фундаментальні, основоположні закони природи та властивості матерії. Вони визначають точність, повноту та єдність наших уявлень про навколишнє середовище, виступаючи складовою теоретичних моделей реальних фізичних явищ і процесів. Завдяки фундаментальним константам можливі інваріантні відповідності між фізичними величинами, що вимірюються. Таким чином, вони можуть характеризувати безпосередньо вимірювані властивості матерії й фундаментальні сили природи, допомагаючи пояснювати поведінку будь-якої реальної фізичної системи як на мікроскопічному, так і на макроскопічному рівнях.

Завдяки широкому спектру функцiй у сучасній науцi, розкриття фізичної сутності фундаментальних констант формування виступає одним з визначальних структурних елементiв навчального процесу. Як відомо, адекватний вибір фізичних одиниць є однією з найважливіших передумов розв’язання будь-якої конкретної фізичної задачі. Тим більше, це твердження справедливе стосовно фундаментальних понять курсу загальної фізики. Під час викладання молекулярної фізики до таких фундаментальних констант можна віднести зокрема сталу Больцмана, яка визначає зв’язок між абсолютною температурою та середньою кінетичною енергією теплового руху молекул речовини. Ця стала відіграє велику роль у термометрії, процесах електромагнітного випромінювання, проходження електричного струму та багатьох інших галузях науки і техніки, де теплові явища мають принципове значення. Стала Больцмана входить до багатьох законів і формул сучасної науки: основне рівняння МКТ ідеального газу, рівняння Менделєєва-Клапейрона, розподіли Гіббса, Максвелла-Больцмана, енергії за ступенями вільності молекули; формула Больцмана та ін. Експериментально сталу Больцмана можна визначити за допомогою розподілу Больцмана, закону теплового випромінювання Планка, з означення абсолютної температури та інших фізичних сталих. Проте її вимірювання в рамках навчального фізичного експерименту педагогічного вишу супроводжується певними труднощами, серед яких сучасна нестача належного обладнання є найголовнішою, що й обумовило актуальність нашого дослідження.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Аналіз науково-методичної літератури дозволив констатувати, що становлення і розвиток системи навчального фізичного експерименту (НФЕ) у загальноосвітній школі та вищому навчальному закладі тісно пов’язані з іменами таких вчених, як П. Атаманчук, Л. Анциферов, С. Величко, В. Вовкотруб, Л. Калапуша, А. Касперський, Є. Коршак, Д. Костюкевич, О. Ляшенко, М. Мартинюк, В. Мендерецький, Б. Миргородський,

92


В. Савченко, О. Сергєєв, В. Сергієнко, В. Сиротюк, Н. Сосницька, В. Тищук, В. Шарко, М. Шут та iн.

Навчальний фізичний експеримент розвивається у зв’язку із загальним розвитком науки і техніки, розширенням й оновленням змісту курсу фізики, поліпшенням методики її викладання та модернізацією обладнання. Цей розвиток об’єктивно відображає зміни, яких зазнає сучасна фізика та методи її дослідження. Проте вимога часу – модернізація існуючого й створення нового навчального експериментального обладнання та методики його використання на основі діяльнісного, особистісно-орієнтованого та компетентнісного підходів до суб’єкта навчання, активізації пізнавальної діяльності, розвиток його творчих здібностей.

Організація й постановка фізичного експерименту сьогодні супроводжується певними труднощами, пов’язаними головним чином з нестачею або взагалі відсутністю належного навчального обладнання. Це ускладнює процес викладання курсу загальної фізики, створює певні перешкоди для глибшого розуміння студентами фізичної сутності явищ і фундаментальних понять, що розглядаються. До таких, зокрема, можна віднести тему “Основи молекулярно-кінетчиної теорії будови речовини” та пов’язане з нею питання щодо експериментального визначення фундаментальної сталої Больцмана. Тому метою статті є розгляд питань, пов’язаних з організацією та методикою проведення навчального фізичного експерименту з теми “Експериментальне визначення сталої Больцмана”, що сприятиме підвищенню пізнавального інтересу студентів, рівня та якості їх знань.

Сьогодні в системі фахової підготовки майбутнього вчителя фізики в умовах педагогічного вишу існує кілька протиріч:

між збільшенням об’єму інформації, ускладненням форм і засобів її передачі та скороченням кількості аудиторних годин на вивчення курсу загальної фізики, зміщенням акцентів навчального навантаження студентів у бік самостійної роботи;

між зростаючими вимогами до якості професійної підготовки майбутніх фахівців, формуванням у них дієвих знань, умінь і навичок, опануванням нових педагогічних технологій та реальним станом освіти з традиційними інформаційно-репродуктивними методами навчання;

між об’єктивною необхідністю вдосконалення системи НФЕ та достатньо низькою забезпеченістю навчального процесу сучасним демонстраційним та експериментальним обладнанням, у тому числі й на основі нових інформаційних технологій навчання.

Аналіз наукових джерел щодо мети і завдань, змісту й структури вивчення основ молекулярної фізики, варіантів використання різного навчального обладнання дозволив розробити відповідну експериментальну установку (під час виготовлення якої особлива увага приділялася забезпеченню правил техніки безпеки і санітарії) та провести дослідження з визначення фундаментальної сталої Больцмана (рис.1).

Установка складається з товстостінного балона 1 ємністю 10-20 літрів, що з’єднується через гумову трубку з рідинним манометром 2. У

93

42

1

3

Рис.1. Схема експеримертальної установки


пробку, що закриває посудину, вставлена трубка з краном 3 для сполучення з атмосферою та голка 4 для введення в посудину рідини, яка легко випаровується (ефір). Після введення ефіру в балоні при закритому крані створиться надлишок тиску на величину парціального тиску газоподібного ефіру, який визначають манометром.

В основу дослідного визначення сталої Больцмана покладено

рівняння стану ідеального газу , з якого дістанемо

,

де − число молів введеного в балон ефіру; − заданий робочий

об’єм балона; − температура газової суміші в балоні; −

кількість молекул ефіру в одиниці об’єму балона. Парціальний тиск парів ефіру в балоні зрівноважується різницею рівнів стовпчиків рідини

в манометрі:

, де − густина манометричної рідини (задається наперед

за відповідної температури досліду). З іншого боку, , де

− густина ефіру; − об’єм введеного ефіру. Отже, для маємо

.

34

1

2

94

42

1

3

Рис.2. Схема експеримертальної установки


Після підстановки останніх двох виразів у перше рівняння дістанемо

,

де − сталий в умовах досліду коефіцієнт. Повторюючи

експеримент 3-5 разів за різних об’ємів ефіру, який вводиться в балон, розраховуємо середнє значення сталої Больцмана.

Експериментальне визначення сталої Больцмана можна провести й

іншим шляхом (під час вивчення електродинаміки). Аналогічно до газу в балоні в попередньому досліді можна розглядати електрони в області емітера транзистора (або дірки в транзисторі). Один з потенційних бар’єрів для електронів в емітері створюється полем переходу емітер – база (рис. 2), інший бар’єр − зовнішнім джерелом живлення у ланцюзі емітера.

На рис. 2 пунктиром показана потенціальна енергія електронів у різних областях транзистора за відсутності зовнішнього зміщення

. Увімкнення зовнішнього джерела в ланцюг емітер − база зменшує висоту потенціального бар’єра для електронів на величину

, що сприятиме переходу останніх в область бази. Більшість електронів у цій області не потрапляють на базовий електрод через особливості геометрії транзисторної структури: область бази дуже тонка й плоска, тому електрони проходять її за інерцією, опиняючись у полі колекторного переходу, а потім і в самому колекторі. Тому виходить, що

. Струм колектора в цій роботі був визначений не прямо,

вимірюючи падіння напруги на резисторі , через який протікає струм

95

Рис.3. Схема переходу електронів у транзисторі


колектора (рис. 3). Падіння напруги на цьому резисторі: .

Використовуючи вираз для колекторного струму, для отримаємо:

. Прологарифмувавши цей вираз

отримаємо залежність: .

Як бачимо, за сталої температури залежність від

лінійна, а її кутовий коефіцієнт дорівнює . Таким чином,

побудова функціональної залежності та визначення за

нею кутового коефіцієнта за відомої температури дозволяє знайти сталу Больцмана:

.

У роботі використовується транзистор типу, ввімкнений

за схемою із загальною базою. На рис. 3: БЖ − блок живлення; −

обмежувальний резистор; − потенціометр; − резистор с малим

опором; − вольтметр, що вимірює напругу ; − вольтметр

для вимірювання падіння напруги .Результати проведених експериментів з визначення сталої

Больцмана [дослід № 1: ; дослід № 2:

] мало різняться з теоретичним

значенням , що свідчить про достатню точність роботи експериментальних установок та справедливість 96

БЖ

Рис.4. Принципова схема установки для вивчення

залежності


отриманих даних. При цьому відносна похибка вимірювань загалом не перевищує .

Висновки. Отримані результати експериментального дослідження дали підстави для рекомендації робіт до лабораторного практикуму з курсу загальної фізики для студентів Інституту фізико-математичної та технологічної освіти БДПУ. З цією метою було підготовлено методичні рекомендації, що містять орієнтовний обсяг відповідних навчальних матеріалів (короткі теоретичні відомості, опис установки та порядок виконання роботи, практичні завдання, питання для самоконтролю). Застосування розробленого НФЕ з визначення сталої Больцмана, на нашу думку, істотно сприятиме підвищенню пізнавального інтересу, рівня та якості знань студентів під час вивчення курсу загальної фізики.

Перспективи подальших пошуків у напрямі дослідження. Проведене експериментальне дослідження може стати основою створення відповідних навчально-методичних матеріалів з курсу загальної фізики або складовою змісту практичних занять під час викладання майбутнім учителям фізики спецкурсу “Фундаментальні фізичні константи”. Важливим і цікавим при цьому є розгляд сталої Больцмана в історичному аспекті, що може бути використане студентами для підготовки відповідних доповідей і повідомлень.

ЛІТЕРАТУРА1. Беклемишев А. В. Методика организации лабораторных

занятий по физике в высшей школе / А. В. Беклемишев. – М. : Современная наука, 1952. – 317 с.

2. Загальна фізика. Лабораторний практикум : навч. посіб. / [за ред. І. Т. Горбачука]. – К. : Вища школа, 1992. – 509 с.

3. Иверонова В. И. Физический практикум: механика и молекулярная физика / В. И. Иверонова. – М. : Наука, 1967. – 956 с.

4. Школа О. В. Основи термодинаміки і статистичної фізики : навч. посіб. [для студ. вищ. навч. закл.] / О. В. Школа. – Донецьк : Юго – Восток, 2009. – 375 с.

УДК 372.8.53: 534 - 7О.В. Школа,кандидат педагогічних наук, доцент А.О. Ковальов,магістр(Бердянський державний педагогічний університет)

ВИЗНАЧЕННЯ ШВИДКОСТІ ПОШИРЕННЯ ЗВУКУ В ПОВІТРІ ФАЗОВИМ МЕТОДОМ

Постановка проблеми. Традиційно вивчення курсу загальної фізики у вищих педагогічних навчальних закладах спирається на методичну систему, важливою складовою якої є демонстраційний

97


лекційний експеримент, лабораторний практикум, індивідуальні навчально-дослідні завдання. Ці форми навчально-пізнавальної діяльності відіграють важливу роль у системі професійної підготовки майбутнього вчителя фізики та мають на меті розвиток практичних умінь і навичок, поглиблення теоретичних знань та їх взаємозв’язку з практикою, ознайомлення з сучасними технічними засобами і методами дослідження фізичних явищ і процесів. Сьогодні не можна оволодіти сучасною технікою без знання фундаментальних основ фізики: правильним є й те, що глибоке розуміння фізики неможливе без розгляду її технічного застосування.

Навчальний фізичний експеримент (НФЕ), як відомо, − це відтворення за допомогою спеціального обладнання фізичного явища на занятті в умовах, що є найзручнішими для його вивчення. Тому він слугує одночасно джерелом знань, методом навчання і видом наочності. Сьогодні існує цілий комплекс лабораторних робіт, який і складає основу експериментального методу навчання фізики у вищому педагогічному навчальному закладі. Проте проблема вдосконалення НФЕ є ще далеко не розв’язаною, і вряд чи це взагалі можливо в умовах постійного розвитку сучасної науки і техніки, коли сфера експериментальних досліджень постійно розширюється, охоплюючи все нові, складніші явища природи.

Аналіз досліджень і публікацій. Проблема організації різних видів НФЕ у вищій педагогічній школі не є новою і розв’язувалась у дослідженнях Л. Анциферова, П. Атаманчука, С. Величка, В. Вовкотруба, Т. Гордієнка, Л. Калапуші, А. Касперського, Є. Коршака, Д. Костюкевича, О. Ляшенка, В. Мендерецького, В. Нижника, В. Савченка, В. Сергієнка, В. Сиротюка, Н. Сосницької, В. Тищука, М. Шута та iн. У навчальному процесі педагогічного вишу фізичний експеримент є основою вивчення предмета, забезпечуючи високий рівень наочності та виконує такі основні функції: джерела нових знань, матеріалізації тих фізичних явищ і процесів, які вивчаються, завдяки чому вони стають доступними для чуттєвого сприйняття студентами; фундаментальної основи фізичних теорій, базису для теоретичних висновків і узагальнень; засобу інтеграції розумової і практичної діяльності студентів; засобу формування фізичного та науково-технічного мислення студентів, пов’язаного з уміннями спостерігати фізичні явища, аналізувати, порівнювати та встановлювати зв’язки між їх характеристиками, втілювати наукові ідеї в технічні схеми, моделі, конструкції; провідного засобу розвитку в студентів навичок фізичного експериментування, ознайомлення їх з технічними засобами й методами точних вимірювань; засобу підвищення самостійної пізнавальної активності та творчих здібностей студентів; критерію істинності отриманих знань, засобом розкриття їх практичної цінності.

Отже, сучасний фізичний експеримент є невід’ємною складовою навчально-виховного процесу з курсу загальної фізики педагогічного вишу та виконує ряд відповідальних функцій і завдань в системі професійної підготовки майбутнього вчителя фізики. Проте організація й постановка фізичного експерименту сьогодні супроводжується певними труднощами, пов’язаними головним чином з нестачею або взагалі відсутністю належного навчального обладнання. Це ускладнює процес викладання курсу 98


загальної фізики, створює певні перешкоди для глибшого розуміння студентами фізичної сутності явищ і процесів, що розглядаються. Особливого значення це набуває під час вивчення тем курсу, що відрізняються високим рівнем абстракції та математичного апарату. До таких, зокрема, можна віднести “Механічні коливання і хвилі. Звук” та пов’язані з нею питання щодо експериментального визначення швидкості поширення звуку в різних середовищах. Саме з цієї причини фізичний експеримент із зазначеної теми має особливе значення ву навчально-виховному процесі вищого педагогічного навчального закладу, йому необхідно приділити особливу увагу. Відсутність відповідного НФЕ й обумовила актуальність нашого дослідження. Тому метою статті є розгляд питань, пов’язаних з постановкою, організацією та методикою проведення НФЕ з теми “Визначення швидкості поширення звуку в повітрі фазовим методом”, що сприятиме підвищенню пізнавального інтересу студентів, рівня та якості їх знань.

“Механічні коливання і хвилі. Звук” – один з важливих розділів курсу загальної фізики, оскільки під час його вивчення студенти знайомляться з основними явищами, поняттями і законами, що сприяють формуванню діалектико-матеріалістичного світогляду та їхніх уявлень про сучасну фізичну картину світу. Засвоєння студентами теми дозволяє узагальнювати та систематизувати знання про механічні коливання і хвилі, їхні фізичні характеристики, властивості, закономірності; ознайомитися з хвильовим рівнянням, а також рівняннями плоскої, сферичної, стоячої хвиль та хвилі, що біжить; сформувати поняття про звукову хвилю та її основні характеристики (швидкість, гучність, тон), найважливіші звукові явища – резонанс і луну; показувати їх широке використання у музичних інструментах та різноманітних технічних пристроях (ехолоти, музичні резонатори тощо). Студенти знайомляться з фізичною сутністю ефекту Доплера в акустиці, ультразвуком та його застосуванням. Цей розділ курсу загальної фізики є таким, що важко засвоюється, оскільки він вирізняється достатньою глибиною абстракції, складністю введення основних фізичних понять, високим рівнем математичного апарату. Саме з цієї причини фізичний експеримент із зазначеної теми має особливе значення в навчально-виховному процесі вищого педагогічного навчального закладу.

Аналіз науково-методичної літератури щодо цілей і завдань, змісту і структури зазначеної теми курсу загальної фізики, варіантів використання різного навчального обладнання дозволив розробити відповідну експериментальну установку та провести дослідження з визначення швидкості поширення звуку в повітрі фазовим методом.

Як відомо, звук поширюється у вигляді змінних збуджень пружного середовища, тобто у вигляді звукових хвиль. Звуковими коливаннями називають коливальний рух частинок середовища під дією цих збуджень. Простір, у якому відбувається поширення цих хвиль, називають звуковим полем. Звукові коливання є окремим випадком механічних коливань. Звукові коливання в рідких та газоподібних середовищах є поздовжніми коливаннями, тобто частинки середовища коливаються вздовж лінії поширення хвилі. Звукові хвилі поширюються

99


з певною швидкістю, яка може бути різною залежно від середовища її поширення. Швидкість звукової хвилі пов'язана з довжиною хвилі та частотою відомим співвідношенням: . Саме це співвідношення й використовується в навчальному фізичному експерименті з визначення швидкості звуку фазовим методом за відомих частот. Довжина хвилі визначається експериментально за допомогою лабораторної установки (рис.1).

Звукова хвиля в повітрі створюється за допомогою динаміка (телефону), що підключений до звукового генератора та сприймається мікрофоном. Зв'язок останнього з електронним осцилографом дозволяє спостерігати звукову хвилю на екрані. Фаза звукових хвиль залежить від відстані між телефоном і мікрофоном, яка може змінюватись за бажанням експериментатора. Вимірюючи відстань між точками, в яких сигнал має однакову фазу, можна визначити довжину звукової хвилі. Частоту хвилі можна змінювати звуковим генератором, що визначається за його лімбом. Спостереження фази звукових коливань здійснюється за допомогою фігур Ліссажу (рис. 2). Останні розуміють як замкнуті траєкторії, що описує на екрані електронний промінь, який одночасно бере участь у двох взаємно перпендикулярних коливальних рухах. Загальний вигляд фігур залежить від співвідношення між періодами (частотами), фазами й амплітудами обох коливань. У найпростішому випадку рівності обох періодів фігури Ліссажу являють собою еліпси, які за різниці фаз або вироджуються у відрізки прямих, а за і рівності амплітуд перетворюються в коло.

Рис.1. Схема експериментальної установки

100


Динамік Т, випромінюючий звукові хвилі, живиться синусоїдальним струмом від звукового генератора (див. рис. 1). Ці хвилі досягають мікрофона М і перетворюються ним в електричні коливання тієї самої частоти, які надходять на вертикально відхиляючі пластини електронного осцилографа (“Вхід Y”). Напруга на горизонтально відхиляючі пластини подається безпосередньо з вихідних клем звукового генератора (“Вхід Х”). Мікрофон і динамік вільно пересуваються. Фазовий зсув сигналу, що надходить на пластини осцилографа YY, по відношенню до сигналу, підведеного до пластин ХХ, залежить від часу, який витрачає звук на проходження відстані між мікрофоном і динаміком та від фазових зрушень в останніх. Отже, промінь електронно-променевої трубки осцилографа бере участь у двох взаємно перпендикулярних коливаннях однакової частоти. Завдяки цьому він описує на екрані осцилографа в загальному випадку еліпс. Змінюючи відстань між динаміком і мікрофоном, можна домогтися перетворення еліпса в пряму лінію. Якщо після цього змістити мікрофон на відстань, що дорівнює , то на екрані знову виникне пряма лінія, яка проходитиме на цей раз через інший квадрант. Таким чином, за допомогою фігур Ліссажу можна безпосередньо виміряти довжину звукової хвилі в повітрі за відомою формулою.

Детальний аналіз теоретичних питань, навчально-методичних матеріалів дозволили підготувати відповідну експериментальну установку, під час якої особлива увага приділялася забезпеченню пожежної та електричної безпеки установки. За результатами проведеного навчального експерименту швидкість поширення звуку в

Рис. 2. Загальний вигляд фігур Ліссажу за різних співвідношень частот (знизу)

й різниці фаз (зверху)

101


повітрі дорівнювала: ;

. Результати експерименту мало різняться з теоретичним значенням, що свідчить про достатню точність роботи всіх вузлів експериментальної установки та справедливість отриманих даних. При цьому відносна похибка вимірювань швидкості поширення звуку в повітрі не перевищує .

Висновки. Отримані результати експериментального дослідження дали підстави для рекомендації цієї роботи на заняттях з лабораторного практикуму курсу загальної фізики для студентів Інституту фізико-математичної та технологічної освіти БДПУ. З цією метою було розроблено методичні рекомендації, що містять орієнтовний обсяг відповідних навчальних матеріалів (короткі теоретичні відомості, опис установки та порядок виконання роботи, практичні завдання, питання для самоконтролю). Вважаємо, що застосування навчального фізичного експерименту з визначення швидкості поширення звуку в повітрі фазовим методом сприятиме підвищенню пізнавального інтересу, рівня та якості знань студентів під час вивчення відповідної теми курсу загальної фізики.

Перспективи подальших пошуків у напрямі дослідження. Творча діяльність викладача педагогічного вишу передбачає два основних взаємозалежних аспекти: розробка й удосконалення технічних засобів навчального фізичного експерименту та створення сучасних підходів, прийомів і науково обґрунтованих методик вивчення теоретичного і практичного матеріалу. Тільки органічне поєднання цих взаємозалежних і взаємообумовлених складових діяльності викладача разом із залученням до цієї роботи майбутніх учителів сприяє підвищенню рівня та якості їх професійної підготовки. При цьому розробка, створення та вдосконалення нових технічних засобів навчального фізичного експерименту в навчальному процесі вищої школи повинні, насамперед, переслідувати педагогічні цілі навчання і виховання, відповідати вимогам безпеки.

ЛІТЕРАТУРА1. Анциферов Л. И. Практикум по методике и технике школьного

физического эксперимента. / Л. И. Анциферов, И. М. Пищиков. – М. : Просвещение, 1984. – 246 с.

2. Бушок Г. Ф. Методика преподавания общей физики в высшей школе / Г. Ф. Бушок, Е. Ф. Венгер. – К., 2000. – 415 с.

3. Загальна фізика. Лабораторний практикум : навч. посіб. / [за ред. І. Т. Горбачука]. – К. : Вища школа, 1992. – 509 с.

4. Лабораторные занятия по физике / [под ред. Л. Л. Гольдина]. – М. : Наука, 1983. – 703 с.

5. Справочник по физике / Б. М. Яворский, А. А. Детлаф — М. : Наука, 1981. – 939 с.

102


УДК 378.147.88:535.42Т. М. Яценко,кандидат педагогічних наук, доцентН. Б. Дубіна,магістрант (Бердянський державний педагогічний університет)

УДОСКОНАЛЕННЯ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМУ З ДОСЛІДЖЕННЯ ДИФРАКЦІЇ СВІТЛА ДЛЯ СТУДЕНТІВ-ФІЗИКІВ

Постановка проблеми. Загальновідомо, що викладання курсу загальної фізики, в тому числі й оптики, у вищому навчальному закладі повинно спиратися на експеримент. Це зумовлено тим, що основні етапи формування фізичних понять – спостереження явища, становлення його зв'язків з іншими, введення величин, що його характеризують, – не може бути ефективним без застосування фізичних дослідів. Як засіб пізнавальної інформації навчальний експеримент одночасно є і головним засобом наочності при вивченні курсу загальної фізики, він дозволяє найбільш успішно й ефективно формувати у студентів конкретні образи, які адекватно відображаються в їх свідомості, фізичні явища, процеси і закони, що їх поєднують. Критерієм якості фізичної освіти є глибоке розуміння фізичних явищ. Цього можна досягти шляхом удосконалення лабораторного практикуму з курсу загальної фізики.

Аналіз досліджень і публікацій. Питанням удосконалення методики і техніки навчального фізичного експерименту присвячені роботи Л. Анциферова, О. Бугайова, С. Величка, Л. Калапуші, Є. Коршака, Б. Миргородського, О. Сергєєва, М. Шахмаєва, М. Шута та ін. Подальший розвиток проблеми відображений у дисертаційних дослідженнях С. Кононенка, О. Мартинюка, А. Сільвейстра, І. Теплицького, Н. Федішової та інших.

Проблеми комп’ютеризації та впровадженням інформаційних технологій навчання в сучасний освітній процес у вищій педагогічній школі при вивченні природничо-математичних і технологічних дисциплін розглядались у працях П. Атаманчука, М. Головка, М. Жалдака, Ю. Жука, А. Касперського, А. Куха, В. Межуєва, В. Сергієнка, Н. Сосницької, В. Сумського, В. Тищука та багатьох інших. У працях цих вчених розглядаються питання вдосконалення фізичного експерименту засобами інформаційно-комунікаційних технологій; поєднання традиційних засобів навчання, зокрема підручника з фізики, з електронними; розробки ППЗ з вивчення окремих тем загального курсу фізики.

Такими вченими, як О. Кожухар, Н. Подопригора, Н. Федішова, Н. Шефер та ін. вивчаються можливості прискорення ефективного використання матеріального забезпечення в наукових дослідженнях з навчального фізичного експерименту, нових засобів, пристроїв і приладів, виконаних на мікроелектронній базі з цифровим відображенням інформації.

103


Постановка завдання. Фізичний експеримент розвивається у зв’язку із загальним розвитком науки і техніки, розширенням і оновленням змісту курсу фізики, поліпшенням методики її навчання та модернізацією обладнання. Цей розвиток об’єктивно відображає зміни, яких зазнає фізика та методи її дослідження.

Для покращення методики проведення лабораторного практикуму необхідно широко використовувати методи, що дозволяють розглядати фізичні явища та процеси з різних сторін, формувати у студентів уміння та навички роботи як з аналоговими приладами, так і з пристроями, виконаними на мікроелектронній базі, а також навички роботи з комп’ютером. Такі методи сприяють більш глибокому розумінню суті фізичного процесу [6].

Отже, метою статті є аналіз уже наявних та розробка нових методів дослідження дифракції світла, а також створення методичних рекомендацій щодо застосування цих методів на лабораторному практикумі з оптики.

Виклад основного матеріалу дослідження. У зв’язку з труднощами забезпечення навчальних лабораторій сучасним обладнанням та вимірювальними приладами нерідко спостерігається певна тенденція до заміни реального фізичного експерименту віртуальним аналогом, що забезпечує значну економію як коштів, так і часу спостереження відповідних явищ. До сучасного програмного забезпечення відносять:

1) цифрові освітні ресурси – сукупність даних у цифровому вигляді, призначена для використання в навчальному процесі;

2) педагогічні програмні засоби – пакети прикладних програм, які призначені для використання в процесі навчання [1]. З позиції програмної реалізації до числа ППЗ можуть бути віднесені комп’ютерні навчальні програми, експертні системи навчального призначення, комп’ютерні ігри тощо;

3) віртуальні лабораторні роботи – це програмні інструменти, що моделюють експерименти, демонстрації чи процеси. Працюючи з ВС, студент виконує лабораторні роботи на віртуально представленій через комп’ютер установці, а експериментальні дані через систему Інтернет записуються в пам’ять персонального комп’ютера і відтворюються на моніторі за необхідності.

Належне використання комп’ютерних технологій на заняттях з фізики та, зокрема, під час виконання фізичного практикуму досить корисне для навчання, воно відкриває безліч можливостей [2].

Однак, подібні тенденції використання програмних засобів на лабораторних заняттях з курсу фізики можуть призвести до небажаних результатів. Це пояснюється тим, що для лабораторної роботи недостатньо, щоб графічні символи на екрані монітора вели себе так, як за законами фізики мали б вести себе тіла, які зображуються цими символами. Недостатньо і того, щоб модель певного явища була б демонстраційно-наглядною. Необхідно також, щоб робота активно виконувалася студентами і навчала б їх основам експериментаторського мистецтва, основним методикам проведення 104


експерименту й обробки його результатів. Основу лабораторних робіт повинні складати експерименти, що проводяться з використанням реальних фізичних приладів, у поєднанні з віртуальними експериментами.

На сьогодні прогресивним напрямком якісного вдосконалення навчально–виховного процесу з фізики є впровадження обладнання, реалізованого на мікроелектронній базі з цифровим відображенням інформації. Зумовлено це тим, що таке обладнання має вагомі переваги: розширює межі і кількість прямих вимірювань фізичних величин; позбавляє експериментатора та учнів виконувати додаткові, інколи складні, розрахунки; широка універсальність таких засобів. Але ми вважаємо, що знайомство з цифровими засобами має здійснюватися паралельно й синхронно з вивченням традиційних аналогових приладів з метою ознайомлення з будовою, дією та правилами використання й особливостями та якістю одержаних результатів [5].

Отже, враховуючи все вищесказане, можна зробити висновок, що фізичний практикум з курсу загальної фізики у ВНЗ доцільно розбити на три компоненти: аналогову (з вивченням та використанням традиційних аналогових приладів), комп’ютерну (з використанням педагогічних програмних засобів та віртуальних лабораторних робіт) та цифрову (з використанням нових засобів, пристроїв і приладів, виконаних на мікроелектронній базі з цифровим відображенням інформації).

Таким чином, отримаємо деякий лабораторний комплекс з курсу загальної фізики, який є розвитком послідовного впровадження комп'ютерних технологій у фізичний практикум. Він продовжує історично обумовлений ряд інноваційної педагогічної діяльності: використання електронно-обчислювальних машин під час фізичного практикуму та впровадження в навчальний процес цифрової техніки.

Прикладом реалізації ідеї про комплексність лабораторного практикуму є розробка на кафедрі фізики Бердянського державного педагогічного університету комбінованих лабораторних робіт з дослідження дифракції світла, які включають у себе виконання завдання з реальними приладами та роботу з віртуальною моделлю цього явища. На цих лабораторних роботах студентам пропонується дослідити розподіл інтенсивності світла при дифракції паралельних променів лазера на різних перешкодах (від нитки, на круглому отворі, на щілині, на півплощині, на двох щілинах та на дифракційній ґратці) трьома методами: перший – традиційний, за допомогою аналогових пристроїв (фотоприймача з мікроамперметром), коли студенти фіксують показання мікроамперметра та власноруч будують графік розподілу інтенсивності світла; другий – за допомогою приладу, виконаного на мікроелектронній базі з цифровим відображенням інформації – приладу з зарядовим зв’язком (ПЗЗ лінійки), коли студенти отримують графік на екрані монітора; третій – з використанням віртуальних демонстрацій (мультимедійний курс “Відкрита фізика”) – студенти спостерігають демонстрацію досліду на комп’ютері. Виконавши лабораторну роботу у такий спосіб, студенти порівнюють між собою отримані результати та

105


роблять відповідні висновки. Також було розроблено методичні рекомендації щодо проведеннятаких лабораторних робіт.

Висновки. Такий комплексний поглиблений розгляд фізичного процесу дозволяє глибше вникнути в суть явища та проаналізувати його. Дослідження фізичного явища з різних сторін сприятиме кращому засвоєнню навчального матеріалу студентами та розумінню суті фізичного процесу; а також формуванню у студентів вмінь та навичок роботи як з аналоговими приладами, так і з пристроями, виконаними на мікроелектронній базі; навички роботи з комп’ютером, якщо йдеться про віртуальні лабораторні роботи чи програмні засоби. На сьогодні комплекс лабораторних робіт впроваджується у навчальний процес Бердянського державного педагогічного університету для студентів 3 курсу напряму підготовки 6.040203 Фізика.

ЛІТЕРАТУРА1. Атаманчук П. С. Основи впровадження інноваційних технологій

навчання фізиці : навч. посібник / Атаманчук П. С., Сосницька Н. Л. – Кам’янець-Подільський : Абетка-НОВА, 2007. – 200 с.

2. Ечкало Ю. В. Деякі шляхи удосконалення методики викладання шкільного курсу фізики / Ечкало Ю. В., Коновал А. А., Теплицкий И. А. – http://eprints.zu.edu.ua/535/1/4D972D0F.pdf

3. Кононенко С. О. Удосконалення методики і техніки шкільного фізичного експерименту при вивченні коливальних і хвильових процесів : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. пед. наук: спец. 13.00.02 “Теорія та методика навчання фізики” / С. О. Кононенко. – К., 2001. – 20 с.

4. Лагунов И. М. Методика развития педагогической технологи на примере декомпозиции физического практикума // Теорія та методика навчання математики, фізики, інформатики : зб. наук. праць. Випуск 4 : В 3-х томах / Лагунов И. М., Сергеев А. В. – Кривий Ріг : Видавничий відділ НМетАУ, 2004. – Т.2: Теорія та методика навчання фізики. – С. 123-127.

5. Подопригора Н. Методичні й технологічні чинники впровадження цифрових вимірювальних приладів до навчального фізичного експерименту // Наукові записки. – Випуск 66. – Серія : Педагогічні науки / Подопригора Н., Кожухар О. – Кіровоград : РВВ КДПУ ім. В. Винниченка. – 2006. – Частина 1. – С. 202-210.

6. Удосконалення методики вивчення газових законів // Теорія та методика навчання математики, фізики, інформатики : зб. наук. праць. Випуск4 : В 3-х томах / [Бендес Ю. П., Путря А. О., Стороженко Ю. О., Веровенко Ж. М.] – Кривий Ріг : Видавничий відділ НМетАУ, 2004. – Т.2 :Теорія та методика навчання фізики. – 462 с.

106

http://eprints.zu.edu.ua/535/1/4D972D0F.pdf


РЕЗЮМЕ1. Ачкан Віталій Валентинович, Корзун Юлія Олександрівна,

Семенова Катерина Ігорівна. Засоби формування дослідницької та конструктивно-графічної математичних компетентностей студентів-фізиків у процесі вивчення елементарної математики.

У статті запропоновані засоби формування дослідницької та конструктивно-графічної математичних компетентностей студентів-фізиків у процесі вивчення елементарної математики. Використання таких засобів сприяє розвитку логічного мислення та математичного мовлення студентів, формуванню в них уміння застосовувати отримані знання в практичній, наближеній до життєвої ситуації.

Ключові слова: дослідницька та конструктивно-графічна математичні компетентності, елементарна математика, прикладні задачі, навчальні дослідження.

2. Бардус Ірина Олександрівна. Комплекс професійно спрямованих завдань із загальної фізики як засіб підвищення якості фахової спрямованості навчання.

Стаття присвячена висвітленню можливостей використання комплексу професійно спрямованих завдань із фізики як засобу підвищення фахової спрямованості навчання майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю. Обґрунтовано важливість розв’язування стандартних та нестандартних задач з фізики студентами для формування в них умінь виконувати професійну діяльність інженера-педагога.

Ключові слова: професійно спрямовані завдання, фізика, інженер-педагог.

3. Білошапка Валерій Якович, Солодар Вікторія Русланівна, Колодка Віталій Вікторович, Семенова Катерина Семенівна. Дислокаційне внутрішнє тертя в надпровідниках ІІ роду.

У статті вивчалось дислокаційне амплітудно-залежне внутрішнє тертя в середовищі зі змінною в’язкістю,зміна декремента внутрішнього тертя та дефекту модуля пружності.

Ключові слова: дислокаційна петля, внутрішнє тертя.4. Вагіна Наталя Степанівна, Коваленко Валерій

Миколайович. Формування дослідницьких компетентностей студентів педагогічного університету засобами прикладних математичних дисциплін.

У роботі розкриваються окремі змістові та процесуально-методичні компоненти формування дослідницьких компетентностей студентів педагогічного університету засобами прикладних математичних дисциплін.

Ключові слова: педагогічний університет, дослідницькі компетентності, прикладна математика.

5. Вертипорох Дмитро Якович. Інформатизація професійної діяльності вчителя технологій.

У статті визначені завдання та стан інформатизації професійно-педагогічної підготовки в Україні, з’ясовані провідні тенденцій та

107


суперечності розвитку інформатизації освіти на основі аналізу сучасної психолого-педагогічної літератури.

Ключові слова: інформатизація, професійна діяльність, комунікативні технології, педагогічні програмні засоби.

6. Волошина Алла Костянтинівна. Мультимедійні технології навчання фізики.

Показані можливості мультимедіа-технологій для створення освітнього середовища при навчанні фізики, представлення аудіовізуальної інформації про фізичні явища і процеси. Розглянуто психологічні аспекти мультимедійних технологій навчання. Відповідно до концепції інноваційних технологій навчання докладно розглянуто компонентний склад освітнього середовища вивчення фізики, до яких віднесені інформаційно-технологічний та матеріально-ресурсний компоненти.

Ключові слова: мультимедіа, аудіовізуальні технології, мультимедіа-системи, метод, дидактика.

7. Кірєєва Ірина Веніамінівна. Актуальні тенденції в підготовці майбутніх фахівців до діяльності в умовах інноваційного освітнього простору.

У статті розглядається проблема залучення інноваційних освітніх технологій до навчального процесу вищої школи в контексті освітнього простору

Ключові слова: вища школа, інноваційні освітні технології, інноваційна діяльність.

8. Кірєєва Ірина Веніамінівна. Горяніна Людмила Володимирівна. Математичне моделювання у задачах прикладної спрямованості.

У статті висвітлені можливості використання математичного моделювання у задачах шкільного курсу прикладної спрямованості. Навчання математики має розвиваючий характер і прикладну спрямованість: розвиток інтелекту, алгоритмічної культури, математичної інтуїції, вміння і бажання вчитись і застосовувати свої знання для розв’язування практичних і прикладних задач.

Ключові слова: прикладна спрямованість, математична інтуїція, задачі шкільного курсу, функції та етапи математичного моделювання, математичне моделювання.

9. Кірєєва Ірина Веніамінівна, Мар’єнко Євген Костянтинович. Особливості використання міжпредметних зв’язків при вивченні математики: історичний аспект.

Стаття присвячена аналізу історичного розвитку виникнення міжпредметних зв’язків в теорії та практиці навчання. Дослідження висвітлює та обґрунтовує доцільність використання міжпредметних зв’язків при вивченні математики, як одну із найважливіших умов підвищення наукового рівня викладання та ефективності всього процесу навчання.

Ключові слова: міжпредметні зв’язки, принцип історизму, інтеграція, історико-гносіологічний підхід.

108


10. Кірєєва Ірина Веніамінівна, Новіцька Ірина Володимирівна. Використання електронного посібника у процесі викладання математичної статистики у вищій школі.

У статті розглядається використання електронного посібника у процесі викладання математичної статистики у вищій школі, що сприятиме підвищенню наочного представлення матеріалу (текст, ілюстрації, миттєвий пошук інформації), рівня та якості знань студентів.

Ключові слова: електронний посібник, математична статистика, інформаційно-комунікаційні технології (ІКТ).

11. Красножон Олексій Борисович. Комп'ютерна підтримка теми “Елементи аналітичної геометрії в евклідовому просторі”.

У статті розглянуто методичні аспекти вивчення теми “Елементи аналітичної геометрії в евклідовому просторі” з комп'ютерною підтримкою; запропоновано авторську програмну реалізацію розв'язання типової задачі курсу “Лінійна алгебра” з використанням професійного пакета Маthcad; обгрунтовано доцільність розробки та впровадження комп'ютерно-орієнтованих методичних систем навчання математичних дисциплін у вищому навчальному закладі.

Ключові слова: векторний (лінійний простір); евклідовий простір; базис та розмірність векторного (лінійного) простору; інформаційно-комунікаційні технології; засіб Маthcad.

12. Лазаренко Андрій Степанович, Галиця Артур Іванович. Залежність електропровідності провідників від структури кристалічної решітки.

Розглядаються механізми впливу статичних і динамічних дефектів кристалічної решітки на електропровідність металів. З’ясовуються особливості дефектної структури матеріалів, що мають мінімальні і максимальні значення питомого електричного опору.

Ключові слова: дефекти кристалічної решітки, дислокації, електропровідність полікристалів, межі зерен, питомий опір.

13. Лазаренко Андрій Степанович, Мироненко Андрій Сергійович. Квантовий об'єкт в потенційній ямі кінцевої глибини.

У статті формулюється і розв'язується аналітична модель виникнення зв'язаних квантових станів у нескінченно глибокій потенціальній ямі й потенціальній ямі обмеженої глибини. Проведено порівняльний аналіз отриманих результатів.

Ключові слова: потенціальна яма, зв’язаний стан, квантова частинка, хвильова функція.

14. Сиващенко Сергій Іванович. Модель формування культури праці студентів на практичних заняттях у навчальних майстернях.

У статті розглядається модель формування культури праці в майбутніх учителів технологій на практичних заняттях у навчальних майстернях, що має такі складові: соціальне замовлення, ціль, мета, принципи, методи, засоби і форми навчання, а також показники рівнів сформованості культури праці студентів. Упровадження моделі дозволить узяти процес формування культури праці студентів під контроль і забезпечити ефективне керівництво ним.

109


Ключові слова: формування культури праці, модель.15. Школа Олександр Васильович, Донєва Олена Юріївна.

Експериментальне визначення сталої Больцмана.У статті розглядаються питання організації та методики

проведення навчального фізичного експерименту з визначення однієї з фундаментальних сталих сучасної науки, що сприятиме підвищенню пізнавального інтересу, рівня та якості знань студентів.

Ключові слова: навчальний фізичний експеримент, стала Больцмана, транзистор.

16. Школа Олександр Васильович, Ковальов А.О. Визначення швидкості поширення звуку в повітрі фазовим методом.

У статті проводиться аналіз сучасних підходів щодо методики використання навчального фізичного експерименту в системі професійної підготовки майбутнього вчителя. Розглядаються питання щодо організації та методики проведення фізичного експерименту з відповідної теми курсу загальної фізики, що сприятиме підвищенню пізнавального інтересу, рівня та якості знань студентів.

Ключові слова: навчальний фізичний експеримент, звукова хвиля, довжина хвилі, фаза коливань.

17. Яценко Тетяна Миколаївна, Дубіна Надія Борисівна. Удосконалення лабораторного практикуму з дослідження дифракції світла для студентів-фізиків.

У статті розглядаються та аналізуються сучасні напрямки вдосконалення лабораторного практикуму з фізики. Запропоновано використання комплексних лабораторних робіт при вивченні явища дифракції світла.

Ключові слова: методика навчального фізичного експерименту, дифракція світла, фізичний лабораторний практикум.

РЕЗЮМЕ

1. Ачкан Виталий Валентинович, Корзун Юлия Александрова, Семенова Екатерина Игоревна. Средства формирования исследовательской и конструктивно-графической математических компетентностей студентов-физиков в процессе изучения элементарной математики.

В статье предложены средства формирования исследовательской и конструктивно-графической математических компетентностей студентов-физиков в процессе изучения элементарной математики. Использование таких средств способствует развитию логического мышления и математического речи студентов, формированию у них умения применять полученные знания в практической, приближенной к жизненной ситуации.

Ключевые слова: исследовательская и конструктивно-графическая математические компетентности, элементарная математика, прикладные задачи, учебные исследования.

2. Бардус Ирина Александровна. Комплекс 110


профессионально направленных задач по физике как средство повышения профессиональной направленности обучения.

Статья посвящена освещению возможностей использования комплекса профессионально направленных задач по физике как средства повышения профессиональной направленности обучения будущих инженеров-педагогов компьютерного профиля. Обоснована необходимость решения стандартных и нестандартных задач по физике студентами для формирования у них умений выполнять профессиональную деятельность инженера-педагога.

Ключевые слова: профессионально направленные задачи, физика, инженер-педагог.

3. Белошапка Валерий Яковлевич, Солодарь Виктория Руслановна, Колодка Виталий Викторович, Семенова Екатерина Семеновна. Дислокационное внутреннее трение в сверхпроводниках II рода.

В статье изучалось дислокационное амплитудно-зависимое внутреннее трение в среде с переменной вязкостью, изменение декремента внутреннего трения и дефекта модуля упругости.

Ключевые слова: дислокационная петля, внутреннее трение.4. Вагина Наталья Степановна, Коваленко Валерий

Николаевич. Формирование исследовательских компетентностей студентов педагогического университета средствами прикладных математических дисциплин.

В работе раскрываются отдельные содержательные и процессуально-методические компоненты формирования исследовательских компетентностей студентов педагогического университета средствами прикладных математических дисциплин.

Ключевые слова: педагогический университет, исследовательские компетентности, прикладная математика.

5. Вертипорох Дмитрий Яковлевич. Информатизация профессиональной деятельности учителя технологий.

Определены задание и состояние информатизации профессионально-педагогической подготовки в Украине. Выяснены ведущие тенденции и противоречия развития информатизации образования, на основе анализа современной психолого-педагогической литературы.

Ключевые слова: информатизация, профессиональная деятельность, коммуникационные технологии, педагогические программные средства.

6. Волошина Алла Константиновна. Мультимедийные технологии обучения физике.

Показаны возможности мультимедиа-технологий для создания образовательной среды при обучении физике, представления аудиовизуальной информации о физических явлениях ипроцессах. Рассмотрены психологические аспекты мультимедийных технологий обучения. В соответствии с концепцией инновационных технологий обучения обстоятельно рассмотрен компонентный состав образовательной среды изучения физики, к которым отнесены

111


информационно-технологический и материально-ресурсный компоненты.

Ключевые слова: мультимедиа, аудиовизуальные технологии, мультимедиа-системы, метод, дидактика.

7. Киреева Ирина Вениаминовна. Актуальные тенденции в подготовке будущих специалистов к деятельности в условиях инновационного образовательного пространства.

В статье рассматривается проблема привлечения инновационных образовательных технологий в учебный процесс высшей школы в контексте образовательного пространства

Ключевые слова: высшая школа, инновационные образовательные технологии, инновационная деятельность.

8. Киреева Ирина Вениаминовна. Горянина Людмила Владимировна. Математическое моделирование в задачах прикладной направленности.

В статье освещены возможности использования математического моделирования в задачах школьного курса прикладной направленности. Обучение математике имеет развивающий характер и прикладную направленность: развитие интеллекта, алгоритмической культуры, математической интуиции, умение и желание учиться и применять свои знания для решения практических и прикладных задач.

Ключевые слова: прикладная направленность, математическая интуиция, задачи школьного курса, функции и этапы математического моделирования, математическое моделирование.

9. Киреева Ирина Вениаминовна, Марьенко Евгений Константинович. Особенности использования межпредметных связей при изучении математики: исторический аспект.

Статья посвящена анализу исторического развития возникновения межпредметных связей в теории и практики обучения. Исследование освещает и доказывает целесообразность использования межпредметных связей при изучении математики, как одно из самых важных условий повышения научного уровня и эффективности всего процесса обучения.

Ключевые слова: межпредметные связи, принцип историзма, интеграция, историко-гносеологический подход.

10. Киреева Ирина Вениаминовна, Новицкая Ирина Владимировна. Использования электронного пособия в процессе преподавания математической статистики в высшей школе.

В статье рассматривается использования электронного пособия в процессе преподавания математической статистики в высшей школе, который будет способствовать повышению наглядного представления материала (текст, иллюстрации, мгновенный поиск информации), уровня и качества знаний студентов.

Ключевые слова: электронное пособие, математическая статистика, информационно-коммуникационные технологии (ИКТ).

112


11. Красножон Алексей Борисович. Компьютерная поддержка темы “Элементы аналитической геометрии в евклидовом пространстве”.

В статье рассмотрены методические аспекти изучения темы “Элементы аналитической геометрии в евклидовом пространстве” с компьютерной поддержкой; предложена авторская программная реализация решения типовой задачи курса “Линейная алгебра” с использованием профессионального пакета Маthcad; обоснованы целесообразность разработки и внедрения компьютерно-ориентированных методических систем обучения математическим дисциплинам в высшем учебном заведений.

Ключевые слова: векторное (линейное) пространство; евклидово пространство; базис и размерность векторного (линейного) пространства; информационно-коммуникационньїе технологии; средство Маthcad.

12. Лазаренко Андрей Степанович, Галица Артур Иванович. Зависимость электропроводимости проводников от структуры кристаллической решетки.

Рассматриваются механизмы влияния статических и динамических дефектов кристаллической решетки на электропроводимость металлов. Выясняются особенности дефектной структуры материалов, которые имеют минимальные и максимальные значения удельного электрического сопротивления.

Ключевые слова: дефекты кристаллической решетки, дислокации, электропроводимость поликристалла, предела зерен, удельное сопротивление.

13. Лазаренко Андрей Степанович, Мироненко Андрей Сергеевич. Квантовый объект в потенциальной яме конечной глубины.

В статье формулируется и решается аналитическая модель возникновения связаных квантовых состояний в бесконечно глубокой потенциальной яме и потенциальной яме ограниченной глубины. Проведен сравнительный анализ полученных результатов.

Ключевые слова: потенциальная яма, связанное состояние, квантовая частица, волновая функция.

14. Сиващенко Сергей Иванович. Модель формирования культуры труда студентов на практических занятиях в учебных мастерских.

В статье рассматривается модель формирования культуры труда у будущих учителей технологий на практических занятиях в учебных мастерских, которая имеет такие составляющие: социальный заказ, цель, задачи, принципы, методы, средства и формы обучения, а также показатели уровней сформированности культуры труда студентов. Внедрение модели позволит взять процесс формирования культуры труда студентов под контроль и обеспечить эффективное управление им.

Ключевые слова: формирование культуры труда, модель.15. Школа Александр Васильевич, Донева Елена Юрьевна.

Экспериментальное определение постоянной Больцмана.113


В статье рассматриваются вопросы организации и методики проведения учебного физического эксперимента по определению одной из фундаментальных констант современной науки, который будет способствовать повышению познавательного интереса, уровня и качества знаний студентов.

Ключевые слова: учебный физический эксперимент, постоянная Больцмана, транзистор.

16. Школа Александр Васильевич, Ковалёв А. О. Определение скорости звука в воздухе фазовым методом.

В статье проводится анализ современных подходов, касающихся методики использования учебного физического эксперимента в системе профессиональной подготовки будущого учителя. Рассматриваются вопросы организации и методики проведения физического эксперимента соответствующей темы курса общей физики, способствующей повышению познавательного интереса, уровня и качества знаний студентов.

Ключевые слова: учебный физический эксперимент, звуковая волна, длина волны, фаза колебаний.

17. Яценко Татьяна Николаевна, Дубина Надежда Борисовна. Усовершенствование лабораторного практикума по исследованию дифракции света для студентов-физиков.

В статье рассматриваются и анализируются современные направления усовершенствования лабораторного практикума по физике. Предложено использование комплексных лабораторных работ при изучении явления дифракции света.

Ключевые слова: методика учебного физического эксперимента, дифракция света, физический лабораторный практикум.

SUMMARY

1. Achkan Vitaly, Korzun Julia, Semenova Kateryna. Means of forming of research, design and graphical mathematical competence of students-physicists in the process of elementary mathematics study.

In the article the means of forming of research, design and graphical mathematical competence of students-physicists in the process of elementary mathematics are offered study. The use of such means helps to develop the logical thingking and mathematical speech of students, to form skills to use this knowledges in practical, close to the vital situation.

Key words: research and design and graphical mathematical competence, elementary mathematics, applied problems, educational research.

2. Bardus Iryna. Complex of professionally designed tasks with general physics as a means of increasing professional orientation of training.

Article is devoted to the possibilities of using the complex of professionally designed tasks in physics as a means of increasing professional orientation of training for engineer-pedagogues of computer profile.The importance of solving the standard and non-standard problems in physics by students for the formation of their abilities to perform professional 114


activities of engineer-pedagogue have been proved.Key words: professionally oriented tasks, physics, engineer-pedagogue.3. Beloshapka Valeriy, Solodar Viktorya, Kolodka Vytaliy,

Semenova Katerina. Dislocation internal friction in II superconductors.Dislocation of the amplitude-dependent internal friction in a medium

with variable viscosity change decrement the internal friction and modulus defect was studied in the article.

Key words: dislocation loop, the internal friction.4. Vagina Natalia, Kovalenko Valeriy. Formation of research

competence for students of Pedagogical University by means of applied mathematics.

In this paper, we reveal some substantial, methodological and procedural components forming of the research competence for students of Pedagogical University by means of applied mathematics.

Key words: Pedagogical University, research competence, applied mathematics.

5. Vertyporokh Dmytro. Informatization of technologies teacher’ professional activity.

The task and condition of information of professional and pedagogical preparation in Ukraine are defined. Leading tendencies and contradictions of development of information of education, on the basis of the analysis of modern psychological and pedagogical literature are found out.

Key words: information, professional activity, communication technologies, pedagogical software.

6. Voloshina Alla. Multimedia technology of physics teaching. The possibilities of multimedia technology to create a learning

environment for teaching physics, audio-visual presentation of information about physical phenomena and processes have been given. Psychological aspects of multimedia learning technologies have been considered. According to the concept of innovative learning technologies the component structure of the educational environment of physics study, which include information technology, material and resource components have been considered.

Key words: multimedia, audio-visual technology, multimedia systems, methods, didactics.

7. Kireeva Irina. Actual tendencies in preparation of future specialists to work in conditions of innovative educational space.

Actual tendencios in preparation of future specialists to work in conditions of innovative educational space are considered in the article.

Key words: conditions, education, space.8. Kireeva Irina, Goryanina Lyudmila. Mathematical modeling in

problems of applied orientation. In this article discusses the possibility of the using of mathematical

modeling tasks at applied orientation school course. Key words: an applied orientation, mathematical intuition, tasks of

the school course, functions and stages of mathematical modeling, mathematical modeling.

115


9. Kireeva Irina, Maryenko Еvgen. Features of using of interdisciplinary relations at study of mathematics: an historical perspective.

The article is devoted to the analysis of historical development of the intersubject connections in the theory and practice of education. The study highlights and substantiates the expediency of the use of interdisciplinary relations with the study of mathematics, as one of the most important conditions for increasing the academic level of teaching and efficiency of the whole process of education have been considered.

Key words: interdisciplinary communication, the principle of historicism, integration, historical-epistemological approach.

10. Kireeva Irina, Novitskaya Iryna. Using of electronic textbook at teaching of mathematical statistics at high school.

In this article using of electronic textbook in teaching of mathematical statistics at high school are examined.

Key words: electronic textbook, mathematical statistics, information and communication technology (ICT).

11. Krasnozhon Aleksey. Computer support of the theme “Elements of analytical geometry in the Evclide space”.

Computer support of the theme “Elements of analytical geometry in the Evclide space” is considered in the article.

Key words: geometry, space, analysis.12. Lazarenko Andrew, Galicya Arthur. Dependence of

conductivity of conductors from the structure of crystalline grate. The mechanisms of influence of static and dynamic defects of crystalline

grate on conductivity of metals are examined. The features of imperfect structure of materials which have minimum and maximal values of specific electric resistance are turned out.

Key words: defects of crystalline grate, distribution, conductivity of polikristaliv, limit of grains, specific resistance.

13. . Lazarenko Andrew, Mironenko Andrew. Quantum object in the potential well of finite depth.

Analytical model of coupled quantum states in an infinitely deep potential well and limited potential well depth are formulated and solved.

Key words: potential pit bound state, the quantum particle wave function.

14. Sivashenko Sergey. Model of forming of students culture labor at practical lessons in educational workshops.

In the article the model of forming of labor culture for future teachers of technologies at practical lessons in educational workshops is examined student’s.

Key words: forming of culture labor, model.15. Shkola Olexandr, Doneva Elena. Experimental determination

of permanent Boltzmann. In the article the questions of organization and method of leadthrough

of educational physical experiment on determination of one of fundamental constants of modern science, which will be instrumental in the increase of cognitive interest, level and quality of knowledges of students are examined.116


Key words: educational physical experiment, Boltzmann, transistor.16. Shkola Alexandr, Kovalev A. Determination of sound speed

in the air by means of phase method. The analysis of modern approaches, touching the method of use of

educational physical experiment in the system of professional preparation of buduschogo teacher is conducted in the article. The questions of organization and method of leadthrough of physical experiment of the proper theme of general physics course, cooperant the increase of cognitive interest, level and quality of knowledges of students are examined.

Key words: educational physical experiment, sound-wave, wave-length, phase of vibrations.

17. Yacenko Tatyana, Dubina Nadya. Improvement of laboratory practice on the study of light diffraction for physics students.

In the article the modern directions of improvement of laboratory practical works on physics are considered and analized. The using is suggested of integrated laboratory works in the study of the diffraction of light.

Key words: methods of teaching of physical experiment, diffraction of light, physics laboratory workshop.

117


ЗБІРНИК НАУКОВИХ ПРАЦЬ"ТЕОРІЯ ТА ПРАКТИКА НАВЧАННЯ ФІЗИКО-МАТЕМАТИЧНИХ

ТА ТЕХНОЛОГІЧНИХ ДИСЦИПЛІН"(наказ Міністерства юстиції України

про реєстрацію № 3211/5 від 17.12.2010 р.)

ВИМОГИ ДО ОФОРМЛЕННЯ СТАТЕЙ1. Один примірник роздрукованого тексту у форматі Microsoft Word

(*.doc) обсягом 8-12 сторінок формату А4 комп’ютерного тексту без переносів.

1.1. Поля: ліве, зверху та знизу – 2,0 см, праве – 1,5 см.1.2. Абзац: – 1,0 см.1.3. Шрифт: Arial, розмір шрифту 14.1.4. Міжрядковий інтервал – 1,5.1.5. Мова – українська.2. Стаття подається на електронному носії або електронною поштою

у форматі Microsoft Word (*.doc) формату А5 комп’ютерного тексту без переносів (14,8*21,0 – розмір аркуша)

2.1. Поля: ліве – 1,5 см, верхнє – 1,5 см, нижнє – 2,0 см, праве – 1,5 см.

2.2. Абзац: – 1,0 см. 2.3. Шрифт: Arial, розмір шрифту 10.2.4. Міжрядковий інтервал – одинарний.2.5. Мова – українська.

ЗМІСТОВІ ВИМОГИ ДО СТАТЕЙ(галузь наук – педагогічні)

УДК (формат – ліворуч).Ініціали і прізвище автора (ів) (формат – праворуч).Назва статті (формат – по центру).Статті, що надаються до редакції, мають відповідати вимогам

ВАК України “Про підвищення вимог до фахових видань, внесених до переліків ВАК України” постанова Президії Вищої Атестаційної Комісії України від 15.01.2003 р. №7-05/1 (бюлетень ВАК України, № 1, 2003, с. 2).

Наукова стаття обов’язково повинна мати у своїй структурі такі елементи:

Постановка проблеми (назва структурного елементу подається в тексті) у загальному вигляді та її зв’язок із важливими науковими чи практичними завданнями.

Аналіз досліджень і публікацій (назва структурного елементу подається в тексті), у яких започатковано розв’язання означеної проблеми і на які спирається автор, виділення нерозв’язаних раніше частин загальної проблеми, котрим присвячується означена стаття.

Формулювання цілей статті або постановка завдання (назва структурного елементу подається в тексті).

118


Виклад основного матеріалу дослідження з повним обґрунтуванням здобутих наукових результатів.

Висновки (назва структурного елементу подається в тексті).

Перспективи подальших пошуків у напрямі дослідження (назва структурного елементу подається в тексті).

ЛІТЕРАТУРА (назва структурного елементу подається в тексті) (формат – по центру).

Нумерувати джерела за абеткою, не використовуючи функцію “Список”. Кількість використаних джерел – не більше 10. Список літератури оформлюється за останніми вимогами ВАК України (Бюлетень ВАК України. – 2009. – № 5. – С. 26–30).

Анотації (трьома мовами) подаються на окремому аркуші після інформації про рецензента й мають такий вигляд:

Анотація (українською мовою, формат – по центру).Прізвище та ініціали автора (ів). Назва статті. Анотація (шість рядків).Ключові слова: (один рядок).Анотації російською та англійською мовами подаються за

такою ж формою.Рецензія кандидата (2 шт.) або доктора наук для авторів, які не

мають наукового ступеня доктора наук.

ПОРЯДОК ПОДАННЯ СТАТЕЙ ДО ЗБІРНИКАДо редакції для розгляду редакційною колегією подається

примірник статті у форматі А4 (297х210 мм), надрукований на офсетному папері й підписаний автором.

До статті додаються: електрона версія на електронному носії або електронною поштою; довідка про автора(ів); для авторів, які не мають наукового ступеня доктора наук, –

рецензія фахівця – кандидата (дві рецензії) або доктора наук.

Вартість публікації однієї сторінки у форматі А4 – 15 грн., пересилання збірника – 10 грн. (у разі потреби).

Адреса редакції:Науковий відділ (збірник наукових праць ІФМТО), Бердянський

державний педагогічний університет, вул. Шмідта 4, м. Бердянськ, Запорізької обл., 71112.

Контактна інформація:(06153) 35257 – Денисова Анжеліка Сергіївна.E-mail: [email protected]

119


ДЛЯ НОТАТОК_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

120


НАУКОВЕ ВИДАННЯ


збірник наукових праць

Головний редактор – Сосницька Наталя Леонідівна, доктор педагогічних наук, професор, завідувач кафедри методики викладання фізико-математичних та інформаційних технологій у навчанні Інституту фізико-математичної та технологічної освіти Бердянського державного педагогічного університету.

Відповідальний секретар – Школа Олександр Васильович, кандидат педагогічних наук, доцент кафедри методики викладання фізико-математичних та інформаційних технологій у навчанні Інституту фізико-математичної та технологічної освіти Бердянського державного педагогічного університету.

Відповідальний редактор – Попова Ольга Іванівна, кандидат педагогічних наук, завідувач кафедри педагогіки Інституту психолого-педагогічної освіти та мистецтв Бердянського державного педагогічного університету.

Технічний редактор та комп’ютерна верстка – Анжеліка Денисова.

Відповідальність за зміст та оформлення статей несуть автори

Адреса редакції: 71112 м. Бердянськ, Запорізька обл., вул. Шмідта, 4.

Свідоцтво про державну реєстрацію друкованого засобу масової інформації серія КВ №17405–6175Р.

Підписано до друку 11.12.2012 р. Формат 60х84 1/16. Папір офс.

Гарнітура "Book Antiqua". Друк – лазерний.Ум.-друк. арк 11,04. Обл.-вид. арк. 10,85.

Наклад 300 прим. Вид. № 123. Зам. № 126.

Віддруковано ПП "ЛАНДОН-ХХІ"Свідоцтво про реєстрацію: серія ДЦ №159 від 22.10.2010 р.

83120, м. Донецьк, вул. Петровського, 126-А/32. Тел./факс: (062) 334-49-66, e-mail: [email protected]

121

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ...

Documents