Лабораторный практикум
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
моделирующая компьютерная программа, которая служит для проведения наблюдений, их численного и графического представления и для исследования различных объектов, использования этих объектов на практике.
Лабораторный практикум
существенный элемент учебного процесса, столкновение с самостоятельной практической деятельностью в конкретной научной и практической областях; важнейшее средство повышения профессиональной подготовки будущего специалиста; среднее звено между углубленной теоретической работой на лекциях, семинарах и применением знаний на практике; сочетание элементов теоретического исследования и практической работы.
Источник: Педагогика с методикой преподавания специальных дисциплин.
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
разновидность практического учебного занятия. Само значение слов лаборатория, лабораторный (от латинского labor – труд, работа, трудность; laboro – трудиться, стараться, хлопотать, заботиться, преодолевать затруднения) (греческое praktikos означает деятельный, следовательно, имеются в виду такие виды учебных занятий, которые требуют от студентов деятельности).
Генезис Л.п. указывает на сложившиеся в далекие времена понятия, связанные с применением умственных и физических усилий к изысканию ранее неизвестных путей и средств разрешения возникающих научных и жизненных задач.
Цель Л.п. – практическое освоение студентами научно-теоретических положений изучаемого предмета, овладение ими новейшей техникой экспериментирования в соответствующей отрасли науки, инструментализация полученных знаний, т.е. превращение их в средство для решения учебно-исследовательских, а затем реальных экспериментальных и практических задач, иными словами – установление связи теории с практикой.
Одно из преимуществ Л.п. в сравнении с другими видами аудиторной учебной работы состоит в том, что они интегрируют теоретико-методологические знания и практические навыки и умения студентов в едином процессе деятельности учебно-исследовательского характера. Соприкосновение теории и опыта, осуществляющиеся в лаборатории, активизирует познавательную деятельность студентов, придает конкретный характер изучаемому на лекциях и в процессе самостоятельной работы теоретическому материалу, способствует детальному и прочному усвоению учебной информации. Работа влабораториях требует от студента творческой инициативы, самостоятельности в принимаемых решениях, глубокого знания и понимания учебного материала.
Благодаря Л.п. студенты лучше усваивают программный материал, так как в процессе их выполнения многие рассчеты и формулы, казавшиеся отвлеченными, становятся вполне конкретными: при этом проявляется множество таких деталей, о которых студенты раньше не имели никакого представления, а между тем они содействуют уяснению сложных вопросов науки. Словом, соприкосновение теории и опыта, происходящее в лаборатории, не только содействует усвоению учебного материала, но и развивает определенным образом мышление, придавая ему активный характер.
В современной высшей профессиональной школе Л.п. так же, как и все другие виды аудиторной практической учебной работы, во всеобщей мере приобретают характер учебно-исследовательской деятельности. Это означает, что, помимо практической отработки изучаемого материала, занятия развивают творческую инициативу студентов, активируют их познавательную деятельности, формируют устойчивые профессиональные интересы. Ориентация практической подготовки студентов в указанном направлении тесно связана с моделированием реальной производственной деятельности будущих специалистов, с реализацией в методическом построении практических занятий принципов проблемного обучения. В итоге создаются условия для воспроизведения в ходе занятия сложных управленческих ситуаций, которые современный высококвалифицированный специалист должен решать эффективно в условиях острого дефицита времени.
Лабораторные занятия по разным учебным предметам имеют различное назначение и различный характер. Особенности их постановки приминительно к каждому учебному предмету, естественно, могут быть учтены только при разработке методик преподавания соответствующих предметов, методик руководства лабораторными занятиями. Здесь же представляется возможным и целесообразным сделать попытку выявить только самые общие, наиболее распространенные особенности лабораторных занятий общепедагогического характера, свойственные большинству требующих экспериментов предметов.
Большое значение имеет правильная организация лабораторных занятий, причем успех дела нередко зависит от выработавшейся в вузе системы организации, установившихся требований и положительных учебных традиций, которые обычно присутствуют в лабораторных занятиях. Сама обстановка занятий должна организующе действовать на студентов и вызывать у них желание творчески работать.
Психологически очень важно создать для студентов и такие условия, в которых совершенно нет места беспокойству и тревоги за возможные неудачи экспериментирования. В лаборатории всегда должен действовать здоровый стимул, поддерживаемый руководителем занятий, который бы непрерывно направлял студентов на поиски наилучших решений поставленной задачи. Студенту всегда должна сопутствовать уверенность в успешном выполнении работы, подкрепляемая его собственной инициативой, желанием творчески трудится, находчивостью и сообразительностью в соединении с хорошей предварительной теоретической подготовкой.
Л.п. может выполняться после прохождения всего теоретического курса (последовательный метод) или одновременно с его изучением (параллельный метод). Организационно такие занятия могут быть фронтальными (когда все студенты выполняют одну и ту же работу)или групповыми (когда студенты разделены на небольшие группы из 2–5 человек, выполняющие разные работы). Для выбора метода и организационных форм проведения Л.п. следует провести всесторонний анализ их достоинств с учетом конкретных возможностей данного учебного заведения. При этом качество и темп усвоения материала и эффективность технологии выполнения работы во многом определяется полнотой и наличием у студентов необходимого комплекта информационно- предметных средств (КИПС). Четкое целеопределение к каждой теме Л.п., наличие минимально необходимого, но достаточного для достижения поставленной цели КИПС направляют учебные действия каждого студента и вовлекают его в активную, самостоятельную, целенаправленную работу с заранее запланированным и постепенно открывающимся обучающемуся результатом.Содержание деятельности преподавателя при подготовке и проведении Л.п. заключается в том, чтобы отобрать, систематизировать, предъявить для восприятия обучающимся учебный материал, обеспечить осознание каждым студентом объема и содержания предстоящей работы и необходимости изучения и овладения этим материалом, организовать адекватную этим целям обучения познавательную деятельность каждого студента, предоставить каждому студенту средства и методику самоуправления и самоконтроля в процессе самостоятельной работы над материалом, предусмотреть адекватный и своевременный (как по содержанию, так и по форме) контроль качества обучения и соответствующие корректирующие воздействия.
Учебный материал и, следовательно, предполагаемую деятельность студентов при подготовке и выполнении лабораторных работ целесообразно строить в такой последовательности:
1. Цель работы.
2. Краткие теоретические сведения, ориентирующие студентов на развитие логики решения предстоящих задач.
3. Тесты входного контроля, предусматривающие проверку знаний студентами необходимой теории и представлений о содержании работы на уровне «понимания».
4. Перечень и описание оборудования, приборов и принадлежностей, необходимых для выполнения лабораторной работы.
5. Основные задачи, решаемые студентами в процессе работы, с тем чтобы достичь поставленной цели.
6. Последовательность выполнения работы.
7. Анализ результатов и оформление отчета.
8. Тесты контроля знаний, умений и навыков, полученных в результате выполнения работы.
Приведенную структуру организации лабораторного практикума не следует рассматривать как строго регламентированную – возможна и другая структура, лишь бы она была высокоэффективной.
В зависимости от содержания и структуры учебной дисциплины лабораторные работы можно разделять на три группы (уровня): ознакомительные, экспериментальные и проблемно-поисковые. Применительно к дисциплине «Детали машин» это выглядит так.
Ознакомительные лабораторные работы. Здесь студенты изучают образцы конструкций редукторов, ведут разборку, сборку и регулировку элементов зацеплений и подшипников, измеряют детали, определяют основные параметры редукторов и сравнивают их со стандартами. При ознакомлении с реальными образцами редукторов будущего проектирования.
Экспериментальные лабораторные работы имеют целью определение отдельных характеристик (например, коэффициента основной нагрузки в затянутом резьбовом соединении или испытание соединений с гарантированным натягом) на доверенность эксперимента расчетным данным.
Проблемно-поисковые лабораторные работы направлены на развитие самостоятельности творческого мышления, т.е. исследовательской деятельности студентов. К этой группе относятся работы по анализу кинематических схем приводов машин, определению КПД червячных редукторов, КПД подшипников качения при различных сочетаниях трущихся пар и способов подведения смазки.
Работа студентов в процессе Л.п. протекает в виде индивидуального изучения текстов пособия руководства; составление требуемых этими текстами записок построений, пояснений, описание предполагаемых действий и усилий их осуществления; согласования с преподавателем целей, планов и алгоритм предстоящих экспериментов, приведенных втекстах по образцу типовых видов экспериментов; осмысления методов и приемов проведения экспериментов, особенностей работы с данным оборудованием и приборами; осмысления полученных результатов и их сопоставления с запланированными и ожидаемыми. При этом, как правило, каждое занятие для студентов разделяется на два этапа – этап подготовки к проведению экспериментов и этап реализации эксперимента (выполнения работы).
В процессе подготовки к экспериментам студенты могут пользоваться индивидуальными консультациями и помощью преподавателя, стремясь в наибольшей степени осознать все стороны предстоящей экспериментальной деятельности в рамках данной темы.
На этапе проведения эксперимента каждый студент овладевает опытом проведения лабораторных исследований в соответствии с предписаниями или составленным им планом и программой, осмысливает полученные результаты, готовит данные для составления заключительного отчета о выполненной работе.
Заключительный отчет по выполненной работе (осмысление и описание всего комплекса действий и технологических приемов, регистрация полученных результатов и формулировка общих выводов) оформляется каждым студентом, как правило, во время текущего занятия. Более сложные работы – во внеаудиторное время после завершения всех лабораторных экспериментов по данной работе. Качество заключительного отчета свидетельствует о результативности всей деятельности студентов на лабораторном практикуме в рамках данной темы.
Вопросы планирования и организации Л.п. в учебной лаборатории имеют самостоятельное значение и должны тесно увязываться с учебным процессом и перспективами развития лаборатории. Успешное планирование возможно, когда учебная лаборатория создана как самостоятельная единица по дисциплине или по двум-трем дисциплинам, например по технической механике, включая при этом теоретическую механику, сопротивление материалов, теорию машин и механизмов, детали машин, подъемно-транспортные машины. В случае объединения предметов при правильном подходе можно достигнуть положительного эффекта, так как концентрация имеющегося оборудования позволит более полно использовать его в учебном процессе вместе с отведенными под лабораторию помещениями. Наличие самостоятельной учебной лаборатории повышает научный уровень лабораторных работ, а также позволяет содержать оборудование всегда в состоянии полной готовности к проведению занятий.
Лит.: Чернилевский Д.В., Филатов О.К. Технология обучения в высшей школе. – М., 1996; Чернилевский Д.В., Павленко В.С., Ищенко Л.В. Лабораторный практикум по деталям машин и основам конструирования. – Киев, 1995.
Д.В. Чернилевский
Генезис Л.п. указывает на сложившиеся в далекие времена понятия, связанные с применением умственных и физических усилий к изысканию ранее неизвестных путей и средств разрешения возникающих научных и жизненных задач.
Цель Л.п. – практическое освоение студентами научно-теоретических положений изучаемого предмета, овладение ими новейшей техникой экспериментирования в соответствующей отрасли науки, инструментализация полученных знаний, т.е. превращение их в средство для решения учебно-исследовательских, а затем реальных экспериментальных и практических задач, иными словами – установление связи теории с практикой.
Одно из преимуществ Л.п. в сравнении с другими видами аудиторной учебной работы состоит в том, что они интегрируют теоретико-методологические знания и практические навыки и умения студентов в едином процессе деятельности учебно-исследовательского характера. Соприкосновение теории и опыта, осуществляющиеся в лаборатории, активизирует познавательную деятельность студентов, придает конкретный характер изучаемому на лекциях и в процессе самостоятельной работы теоретическому материалу, способствует детальному и прочному усвоению учебной информации. Работа влабораториях требует от студента творческой инициативы, самостоятельности в принимаемых решениях, глубокого знания и понимания учебного материала.
Благодаря Л.п. студенты лучше усваивают программный материал, так как в процессе их выполнения многие рассчеты и формулы, казавшиеся отвлеченными, становятся вполне конкретными: при этом проявляется множество таких деталей, о которых студенты раньше не имели никакого представления, а между тем они содействуют уяснению сложных вопросов науки. Словом, соприкосновение теории и опыта, происходящее в лаборатории, не только содействует усвоению учебного материала, но и развивает определенным образом мышление, придавая ему активный характер.
В современной высшей профессиональной школе Л.п. так же, как и все другие виды аудиторной практической учебной работы, во всеобщей мере приобретают характер учебно-исследовательской деятельности. Это означает, что, помимо практической отработки изучаемого материала, занятия развивают творческую инициативу студентов, активируют их познавательную деятельности, формируют устойчивые профессиональные интересы. Ориентация практической подготовки студентов в указанном направлении тесно связана с моделированием реальной производственной деятельности будущих специалистов, с реализацией в методическом построении практических занятий принципов проблемного обучения. В итоге создаются условия для воспроизведения в ходе занятия сложных управленческих ситуаций, которые современный высококвалифицированный специалист должен решать эффективно в условиях острого дефицита времени.
Лабораторные занятия по разным учебным предметам имеют различное назначение и различный характер. Особенности их постановки приминительно к каждому учебному предмету, естественно, могут быть учтены только при разработке методик преподавания соответствующих предметов, методик руководства лабораторными занятиями. Здесь же представляется возможным и целесообразным сделать попытку выявить только самые общие, наиболее распространенные особенности лабораторных занятий общепедагогического характера, свойственные большинству требующих экспериментов предметов.
Большое значение имеет правильная организация лабораторных занятий, причем успех дела нередко зависит от выработавшейся в вузе системы организации, установившихся требований и положительных учебных традиций, которые обычно присутствуют в лабораторных занятиях. Сама обстановка занятий должна организующе действовать на студентов и вызывать у них желание творчески работать.
Психологически очень важно создать для студентов и такие условия, в которых совершенно нет места беспокойству и тревоги за возможные неудачи экспериментирования. В лаборатории всегда должен действовать здоровый стимул, поддерживаемый руководителем занятий, который бы непрерывно направлял студентов на поиски наилучших решений поставленной задачи. Студенту всегда должна сопутствовать уверенность в успешном выполнении работы, подкрепляемая его собственной инициативой, желанием творчески трудится, находчивостью и сообразительностью в соединении с хорошей предварительной теоретической подготовкой.
Л.п. может выполняться после прохождения всего теоретического курса (последовательный метод) или одновременно с его изучением (параллельный метод). Организационно такие занятия могут быть фронтальными (когда все студенты выполняют одну и ту же работу)или групповыми (когда студенты разделены на небольшие группы из 2–5 человек, выполняющие разные работы). Для выбора метода и организационных форм проведения Л.п. следует провести всесторонний анализ их достоинств с учетом конкретных возможностей данного учебного заведения. При этом качество и темп усвоения материала и эффективность технологии выполнения работы во многом определяется полнотой и наличием у студентов необходимого комплекта информационно- предметных средств (КИПС). Четкое целеопределение к каждой теме Л.п., наличие минимально необходимого, но достаточного для достижения поставленной цели КИПС направляют учебные действия каждого студента и вовлекают его в активную, самостоятельную, целенаправленную работу с заранее запланированным и постепенно открывающимся обучающемуся результатом.Содержание деятельности преподавателя при подготовке и проведении Л.п. заключается в том, чтобы отобрать, систематизировать, предъявить для восприятия обучающимся учебный материал, обеспечить осознание каждым студентом объема и содержания предстоящей работы и необходимости изучения и овладения этим материалом, организовать адекватную этим целям обучения познавательную деятельность каждого студента, предоставить каждому студенту средства и методику самоуправления и самоконтроля в процессе самостоятельной работы над материалом, предусмотреть адекватный и своевременный (как по содержанию, так и по форме) контроль качества обучения и соответствующие корректирующие воздействия.
Учебный материал и, следовательно, предполагаемую деятельность студентов при подготовке и выполнении лабораторных работ целесообразно строить в такой последовательности:
1. Цель работы.
2. Краткие теоретические сведения, ориентирующие студентов на развитие логики решения предстоящих задач.
3. Тесты входного контроля, предусматривающие проверку знаний студентами необходимой теории и представлений о содержании работы на уровне «понимания».
4. Перечень и описание оборудования, приборов и принадлежностей, необходимых для выполнения лабораторной работы.
5. Основные задачи, решаемые студентами в процессе работы, с тем чтобы достичь поставленной цели.
6. Последовательность выполнения работы.
7. Анализ результатов и оформление отчета.
8. Тесты контроля знаний, умений и навыков, полученных в результате выполнения работы.
Приведенную структуру организации лабораторного практикума не следует рассматривать как строго регламентированную – возможна и другая структура, лишь бы она была высокоэффективной.
В зависимости от содержания и структуры учебной дисциплины лабораторные работы можно разделять на три группы (уровня): ознакомительные, экспериментальные и проблемно-поисковые. Применительно к дисциплине «Детали машин» это выглядит так.
Ознакомительные лабораторные работы. Здесь студенты изучают образцы конструкций редукторов, ведут разборку, сборку и регулировку элементов зацеплений и подшипников, измеряют детали, определяют основные параметры редукторов и сравнивают их со стандартами. При ознакомлении с реальными образцами редукторов будущего проектирования.
Экспериментальные лабораторные работы имеют целью определение отдельных характеристик (например, коэффициента основной нагрузки в затянутом резьбовом соединении или испытание соединений с гарантированным натягом) на доверенность эксперимента расчетным данным.
Проблемно-поисковые лабораторные работы направлены на развитие самостоятельности творческого мышления, т.е. исследовательской деятельности студентов. К этой группе относятся работы по анализу кинематических схем приводов машин, определению КПД червячных редукторов, КПД подшипников качения при различных сочетаниях трущихся пар и способов подведения смазки.
Работа студентов в процессе Л.п. протекает в виде индивидуального изучения текстов пособия руководства; составление требуемых этими текстами записок построений, пояснений, описание предполагаемых действий и усилий их осуществления; согласования с преподавателем целей, планов и алгоритм предстоящих экспериментов, приведенных втекстах по образцу типовых видов экспериментов; осмысления методов и приемов проведения экспериментов, особенностей работы с данным оборудованием и приборами; осмысления полученных результатов и их сопоставления с запланированными и ожидаемыми. При этом, как правило, каждое занятие для студентов разделяется на два этапа – этап подготовки к проведению экспериментов и этап реализации эксперимента (выполнения работы).
В процессе подготовки к экспериментам студенты могут пользоваться индивидуальными консультациями и помощью преподавателя, стремясь в наибольшей степени осознать все стороны предстоящей экспериментальной деятельности в рамках данной темы.
На этапе проведения эксперимента каждый студент овладевает опытом проведения лабораторных исследований в соответствии с предписаниями или составленным им планом и программой, осмысливает полученные результаты, готовит данные для составления заключительного отчета о выполненной работе.
Заключительный отчет по выполненной работе (осмысление и описание всего комплекса действий и технологических приемов, регистрация полученных результатов и формулировка общих выводов) оформляется каждым студентом, как правило, во время текущего занятия. Более сложные работы – во внеаудиторное время после завершения всех лабораторных экспериментов по данной работе. Качество заключительного отчета свидетельствует о результативности всей деятельности студентов на лабораторном практикуме в рамках данной темы.
Вопросы планирования и организации Л.п. в учебной лаборатории имеют самостоятельное значение и должны тесно увязываться с учебным процессом и перспективами развития лаборатории. Успешное планирование возможно, когда учебная лаборатория создана как самостоятельная единица по дисциплине или по двум-трем дисциплинам, например по технической механике, включая при этом теоретическую механику, сопротивление материалов, теорию машин и механизмов, детали машин, подъемно-транспортные машины. В случае объединения предметов при правильном подходе можно достигнуть положительного эффекта, так как концентрация имеющегося оборудования позволит более полно использовать его в учебном процессе вместе с отведенными под лабораторию помещениями. Наличие самостоятельной учебной лаборатории повышает научный уровень лабораторных работ, а также позволяет содержать оборудование всегда в состоянии полной готовности к проведению занятий.
Лит.: Чернилевский Д.В., Филатов О.К. Технология обучения в высшей школе. – М., 1996; Чернилевский Д.В., Павленко В.С., Ищенко Л.В. Лабораторный практикум по деталям машин и основам конструирования. – Киев, 1995.
Д.В. Чернилевский
Источник: Энциклопедия профессионального образования В 3-х томах.