ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.05.2020
Просмотров: 135
Скачиваний: 4
1.2 Лабораторный практикум
Лабораторный практикум – это потенциально наиболее значимый и результативный компонент естественнонаучной, общей профессиональной и специальной подготовки в области техники и технологий, предназначенный для приобретения навыков работы на реальном оборудовании, с аналогами которого будущему специалисту, возможно, придется иметь дело в своей практической деятельности.
В последнее время, в связи с широким внедрением компьютерных моделирующих систем активно дискутируется вопрос о необходимости сохранения традиционной формы выполнения лабораторных работ на физических лабораторных стендах. Особенно часто это обсуждается для простых объектов типа механический маятник, транзистор, электрическая цепь и т.д., для которых имеющиеся математические модели адекватно описывают изучаемые процессы. В этой связи предлагается практически полностью отказаться от создания и поддержания дорогостоящих, громоздких, подчас, энергоемких и сложных в обслуживании физических лабораторных стендов.
Однако, не сложность объекта изучения и не наличие или отсутствие его математической модели диктует необходимость постановки учебного экспериментального исследования, а лишь стратегия подготовки техника, инженера, научного работника. Точно так же, как умению читать техническую литературу, разбираться в электрических и монтажных схемах, конструкторской документации, умению проводить поверочные и проектные расчеты, использовать аппарат моделирования, будущий технический специалист в обязательном порядке должен быть обучен технике постановки и проведения инженерного эксперимента. Без этого специалист в области техники и технологий просто не состоится. Ведь ему предстоит создавать исследовательское оборудование для изучения новых физических процессов.
1.3 Виды лабораторного практикума
1.3.1 Традиционный лабораторный практикум. Традиционный лабораторный практикум – это, как правило, набор практически готовых, полностью смонтированных лабораторных стендов, предназначенных для экспериментального изучения базовой совокупности объектов по данной учебной дисциплине.
Учащийся, в лучшем случае, выполняет рутинные операции изменения напряжений, переключения отдельных приборов, цепей и т.д. При этом учащийся лишается главного – самостоятельной постановки эксперимента, выбора приборов и оборудования (за него уже все выбрано и поставлено).
Вынужденно приходится на одном лабораторном стенде реализовывать групповое выполнение лабораторной работы (по 2-4 человека в группе). Эффективность такого метода чрезвычайно низка, поскольку в каждой такой группе работу выполняет один студент, который является лидером конкретного мини-коллектива. Остальным студентам достаются рутинные, вспомогательные операции (фиксация в протоколе результатов измерений, построение графиков и т.д.), которые не способствуют ни приобретению практических навыков работы с реальным оборудованием, ни усвоению существа изучаемых процессов. Тем самым нарушается одна из главных образовательных функций лабораторного практикума – самостоятельность практического освоения реальной техники.
1.3.2 Демонстрационный лабораторный практикум. Демонстрационный лабораторный практикум является одной из вынужденных форм проведения лабораторных занятий на уникальном лабораторном оборудовании, существующем в единичных экземплярах.
Демонстрационный лабораторный практикум обычно проводится опытным преподавателем. Учащимся в основном отводится роль пассивных наблюдателей. При этом не реализуются главные образовательные функции лабораторного практикума (выбор приборов и оборудования, активные действия с объектом изучения), кроме одной – знакомство с работой реального оборудования. Но ценность этого весьма сомнительна – смена лабораторного оборудования в учебных заведениях происходит так редко, что реально приходится знакомиться с работой уже устаревшего оборудования, которое, как правило, давно снято с производства и эксплуатации.
Таким образом, проведение демонстрационных лабораторных работ следует расценивать, как вынужденную и временную меру, отражающую трудности создания современного эффективного учебного лабораторного оборудования.
1.3.3 Виртуальный лабораторный практикум. Виртуальный лабораторный практикум – представляет собой один из прогрессивно развивающихся видов проведения лабораторных занятий, суть которого заключается в замене реального лабораторного исследования на математическое моделирование изучаемых физических процессов, но с элементами виртуального взаимодействия учащегося с лабораторным оборудованием. В зависимости от используемой программной инструментальной среды можно создать хорошую иллюзию работы с реальными объектами. Возможности современных имитационных компьютерных моделей создают полную иллюзию работы с реальным оборудованием. В таком подходе есть положительный момент, позволяющий реализовать каждому обучаемому свои индивидуальные творческие способности. Находясь в виртуальной лаборатории, можно выбрать виртуальные приборы и оборудование, собрать на виртуальном стенде схему эксперимента по своему индивидуальному заданию, провести поисковое моделирование исследуемого физического процесса при различных заданных параметрах и ограничениях, обработать результаты исследования, не затрачивая усилий на рутинные расчеты и графические построения.
Получение из базы данных результатов реальных экспериментов не несет нового в образовательный процесс, так как обучаемому необходимо наблюдать реакцию лабораторного оборудования именно на свои, пусть даже ошибочные, действия, которые впоследствии можно осмыслить, сделать поправку и провести повторный эксперимент. А когда на все его действия компьютерная система «подставляет» единственно правильный результат, полученный опытным преподавателем, учащийся начинает понимать, что его не учат, а «красиво обманывают» и теряет интерес к творческому поиску решений.
Таким образом, компьютерное моделирование изучаемых физических процессов является обязательной компонентой современного образовательного процесса, но оно не может полностью заменить реальный лабораторный практикум.
1.3.3 Удаленный лабораторный практикум. Удаленный лабораторный практикум – это один из перспективных видов организации лабораторных занятий, рекомендуемый для самостоятельного обучения в системе открытого технического образования. Его суть заключается в обеспечении коллективного доступа удаленных пользователей по компьютерным сетям к автоматизированным учебным стендам (комплексам), размещенным в базовых ресурсных центрах подготовки специалистов.
Лабораторное оборудование и программно-методические средства этого типа позволяют по индивидуальному заданию обучаемого выбирать объект изучения из предлагаемого множества альтернатив, настраивать его параметры, конфигурировать заданную схему и режимы проведения эксперимента, обрабатывать результаты эксперимента и проводить их строгую математическую оценку. Здесь в полном объеме реализуется комплекс образовательных функций, возложенных на лабораторный практикум.