Виклад основного матеріалу

Лабораторні роботи при навчанні фізики студентів в агротехнологічних коледжах відіграють важливу роль у формуванні дослідницьких навичок та підвищують пізнавальну активність майбутніх фахівців. Проведення лабораторних робіт з урахуванням майбутньої професійної діяльності формують у студентів навички: самостійного виконання фізичних вимірювань; за схемами збирати лабораторні установки; використання вимірювальних приладів; оволодіння методами дослідження характеристик сучасних об'єктах техніки.

Під час проведення лабораторних робіт з фізики студенти мають можливість ознайомитися з фізичними принципами роботи машин та механізмів, які взаємопов'язані з виробничими ситуаціями у їх майбутній професійній діяльності.

Організація та проведення професійно спрямованих лабораторних робіт, підвищує ефективність фахової підготовки студентів при вивчені фізики. При захисті студентських звітів з виконаних лабораторних робіт, студенти демонструють уміння застосовувати знання з фізики, для виконання професійних завдань.

При виконанні лабораторних робіт особливу увагу необхідно звертати на міжпредметні зв’язки фізики з дисциплінами професійного циклу підготовки. Міжпредметні зв’язки сприяють більш глибокому розумінню законів природи, формуванню діалектично мислення, умінню узагальнювати знання з різних навчальних дисциплін. Без розвитку інтелектуальних здібностей неможливо підготувати фахівця, здатного вирішувати професійні проблеми, які потребують вміння синтезувати знання з різних предметних галузей. На основі міжпредметних зв’язків необхідно формувати структуру навчальних планів, зміст програм і навчальних посібників, визначати послідовність вивчення матеріалу [4].

Основна мета навчального експерименту в агротехнологічних коледжах полягає у формуванні навичок використанні фізичних знань у майбутній фаховій діяльності [2]. При проведенні лабораторних робіт з фізики студенти виконують завдання, які мають на меті сформувати не лише теоретичні знання, а й практичні вміння та навички, які необхідні випускникам у майбутній професійній діяльності.

Для виявлення впливу практико орієнтованих лабораторних робіт з фізики на рівень фахової підготовки студентів нами було проведено дослідження. У Відокремленому структурному підрозділі (ВСП) «Бердянський коледж Таврійського державного агротехнологічного університету» серед студентів перших і четвертих курсів було проведено анкетне опитування, мета якого — виявлення умов підвищення якості підготовки студентів до застосування знань з фізики у практичній діяльності. Аналіз результатів анкетування показав, що студентів цікавить проведення дослідів і застосування теоретичного навчального матеріалу у практичній діяльності (мал. 1).

Мал. 1. Пропозиції студентів щодо удосконалення викладання курсу фізики: 1 — більше ставити дослідів, 2 — орієнтувати досліджуваний матеріал на використання його в практичній діяльності, 3 — більше вирішувати завдань з практичним змістом, 4 — яскравіше показувати значення знань для життя, майбутньої професійної діяльності.

Відповіді на питання анкети показали, що 25% студентів вважають за необхідне орієнтувати навчальний матеріал на використання його в практичній діяльності. За необхідність розв’язувати задач з практичним змістом та демонструвати роль фізики у практичній та майбутньої професійної діяльності висловились 13% і 9% студентів відповідно.

Аналіз результатів нашого дослідження дозволив дійти висновку про необхідність розробки лабораторних робіт на основі інтеграції знань з фізики та дисциплін технологічного циклу підготовки. Одним з важливих питань під час вивчення курсу фізики, що має відношення до сільського господарства, є тема «Капілярні явища». Майбутній агроном має знати, що волога потрапляє до коренів рослин через прошарок ґрунту. З одного гектара поля у спекотний день випаровується до 70 т. води. Кількість вологи, яка затримується у ґрунті, залежить від його структури. Тому майбутнім агрономам необхідно знати від чого залежить збереження вологи у ґрунті.

Для забезпечення професійної спрямованості навчання ми пропонуємо студентам виконання лабораторної роботи яка включає в себе дослідження висоти підняття вологи для різних типів ґрунтів. Для усвідомлення фізичної суті цього процесу було запропоновано лабораторну роботу: «Вивчення капілярних явищ. Визначення висоти рівня підняття води в ґрунтах». У роботі студенти досліджували залежність висоти підняття води по капілярах ґрунту від його структури і густини. Студентам також пропонували розрахувати розміри відстаней між частинками ґрунту, проаналізувати можливі методи збереження вологи в ґрунті та причини швидкого випаровування вологи з ґрунту.

Для лабораторного дослідження ми використовували ґрунти (чорнозем) різної густини, пісок з крупними та дрібними частинками. Студентам був наданий необхідний довідниковий матеріал з властивостей ґрунтів, основні характеристики, та їх вплив на утримання вологи. Так, розглядаючи таку властивість ґрунту, як пористість, студенти дізналися, що відношення пустот до обсягу всього сухого ґрунту називають пористістю ґрунту. Цей термін зазвичай виражається у відсотках. Значну роль у вологості ґрунтів відіграють розміри і форма зерен (або частинок), з яких вони складаються. Чим більші зерна, тим значніші просвіти між ними, і навпаки (мал. 2). А розміри просвітів визначають капілярні властивості ґрунту.

Мал. 2. Різні розміри просвітів між частками ґрунту в залежності від їх розмірів Відстані між частинками ґрунту утворюють капіляри, за допомогою яких вода піднімається з глибини в поверхневі шари ґрунту. Зменшуючи діаметр ґрунтових капілярів шляхом ущільнення ґрунту, можна збільшити приплив води до поверхні ґрунту, тобто до зони випаровування і цим прискорити висушування ґрунту. І навпаки, розпушуючи поверхню ґрунту (руйнуючи капіляри), можна затримати притік води до зони випаровування і уповільнити висушування ґрунту.

Для даної лабораторної роботи був використаний прилад для вивчення капілярних властивостей ґрунту. У роботі студенти використовували чотири типи ґрунту: морський пісок, гравій, чорнозем, утрамбований чорнозем. Зразки розмістили в окремих трубках, кінці яких занурили в ємність з водою. Знизу в трубках для запобігання висипанню ґрунту була закріплена сітка. У такому вигляді зразки перебували у воді протягом 3 -х хвилин, після чого було зафіксовано висоту підняття вологи. Після виконання лабораторної роботи студенти, запропонували вирішити проблему збереження вологи шляхом боронування ґрунту. Відповіли на контрольні запитання, які відображали основний зміст виконаної ними роботи.