Роль лабораторного практикума при изучении физики в техническом университете
Физика является наукой, которая изучает окружающий мир, материю и природные явления. Она базируется, в основном, на эмпирических наблюдениях и количественных измерениях. Многие технические инструменты и оборудование, окружающие нас, работают по законам физики. Результаты научных исследований повлияли на развитие различных отраслей науки, новые открытия и разработки широко применяются в промышленности и в повседневной жизни. Поэтому знания по физике крайне необходимы современному человеку, особенно, специалистам, работающим в различных отраслях промышленности и науки.
Роль практики в изучении физики
Именно это требует, чтобы студенты в процессе обучения поняли не только теоретические концепции, но и их применение в решении практических проблем, возникающих как в их будущей специальности, так и в повседневной жизни. Поэтому преподаватели обязаны привлекать студентов к практической работе, включающая проведение экспериментов, с целью развития их научных знаний и экспериментальных навыков, вызывая и поддерживая интерес учащихся к предмету, а также развивая их понимание законов природы, влияние техники на развитие науки, и влияние физики на развитие современной промышленности.
Принцип физики стоит на испытании всех знаний с помощью эксперимента, потому что эксперимент является единственным судьей научной истины. В свою очередь, сам эксперимент помогает выработать эти законы в том смысле, что он дает нам намеки, является источником знаний. Понятно, что также требуется воображение, чтобы создать из этих намеков большие обобщения, а затем экспериментировать, чтобы снова проверить, правильным ли является предположение. С этой целью в университетах проводятся курсовые и лабораторные работы.
Почему важно проводить лабораторные работы?
Лаборатория должна привлекать каждого студента к значительному ознакомлению с экспериментальными процессами, включая определенный опыт, наблюдения и исследования. Для многих студентов ранний опыт является стимулирующим научным процессом, в котором они контролируют этапы исследования, он может быть первым шагом к физике и другим наукам. Лаборатория должна помочь студентам разработать широкий спектр основных навыков и подходов экспериментальной физики и анализа данных.
Для того чтобы студенты приобрели навыки, связанных с изучением физики, важно предоставить каждому из них возможность участвовать в лабораторных мероприятиях. А для этого необходимо надлежащее оборудование и достаточное количество лабораторных установок для групп, состоящих только из 2-3 студентов. В то же время целесообразно позволить студентам использовать различные лабораторные аппараты для осуществления наблюдений. Лаборатория должна помочь студентам усвоить основные концепции физики, потому что, к сожалению, значительное количество студентов испытывают трудности с изучением основных физических понятий в курсе, построенном на основе обычных методов обучения. Для улучшения понимания определенного явления студентами преподавателям необходимо избегать сложных концепций и выводов.
Физическая лаборатория должна стать отличным средой для активного обучения, полезным механизмом для разработки концептуального понимания. В таких программах концептуально ориентированы лабораторные занятия могут составлять часть лабораторной программы, всей лабораторной программы или всего курса. Лабораторные работы должны помочь студентам понять роль непосредственного наблюдения в физике и различать выводы, основанные на теории и на результатах экспериментов. Поскольку физика является сложной структурой понятий, гипотез, теорий и наблюдений, которые взаимосвязаны таким образом, что часто трудно отделить выводы, основанные на теории, от прямых наблюдений на основе лабораторных экспериментов.
Надо позволить студентам понять, что экспериментальные данные являются основой их знания законов физики и физика — это не просто набор уравнений и проблем с учебника. Важнейшей особенностью эффективного преподавания физики является поддержка теоретических объяснений практикой в лаборатории. Лабораторные работы в общем направленные на улучшение способностей студентов путем обеспечения наблюдения за проведения экспериментов.
