1. Понятие «лабораторное занятие», «лабораторная работа»
Лабораторное занятие - это проведение учащимися по заданию преподавателя опытов с использованием приборов, инструментов и других технических приспособлений, т. е. это изучение каких либо явлений с помощью специального оборудования.
Лабораторные занятия проводятся в виде фронтальных опытов, лабораторных работ, практикумов, занятий с ТСО и другим оборудованием разного типа.
Лабораторные занятия часто носят исследовательский характер.
Лабораторные занятия может быть частью урока или занимать целый урок и даже более.
Лабораторные занятия предназначены для практического усвоения материала. В традиционной образовательной системе лабораторные занятия требуют специального оборудования, макетов, имитаторов, тренажеров и т.д. Эти возможности в дальнейшем могут существенно упростить задачу проведения лабораторного практикума за счет использования мультимедиа-технологий, имитационного моделирования и т.д. Виртуальная реальность позволит продемонстрировать обучаемым явления, которые в обычных условиях показать очень сложно или вообще невозможно.
Лабораторная работа - это практическое занятие, которое проводится как индивидуально и с группой учеников; цель его - реализация следующих основных принципов:
– овладение системой средств и методов экспериментально - практического исследования;
– расширение возможностей использования теоретических знаний для решения практических задач;
Структурными основными элементами лабораторной работы являются:
– обсуждение учителем задания с группой, ответы на вопросы ее членов;
– самостоятельное коллективное исполнение задания посредствам чтения, практической деятельности, распределение частных заданий между участниками рабочей группы;
– консультации учителя в процессе обучения;
– обсуждение и оценка полученных результатов членами рабочей группы;
– письменный или устный отчет учащихся о выполнении задания;
– контрольное обследование учителя с представлением рабочих групп;
Как правило, все лабораторные занятия по определенной учебной дисциплине объединяются в единую систему и носят название «лабораторный практикум», что позволяет говорить о существовании значительного сходства между лабораторными и практическими формами проведения занятий.
Лабораторные работы - наиболее ценный метод обучения, характеризующийся тем, что учитель в целях приобретения учащимися знаний организовывает их деятельность в лаборатории. Применение лабораторных работ оказывается полезным в преподавании многих учебных дисциплин в тех случаях, когда:
– новое знание представляется сложным для словесного объяснения, но оно хорошо усваивается при самостоятельных наблюдениях учащихся над изучаемыми процессами;
– учащимся нужно усвоить знания практического характера.
Метод лабораторных работ состоит в том, что учащиеся самостоятельно воспроизводят явления, всесторонне наблюдают ход их и из своих наблюдений выводят законы, явления или что-либо определяют. Значение лабораторных работ и заключается в том, что, самостоятельно отображая явление, учащиеся становятся лицом к лицу с природой этого явления и получают возможность непосредственно наблюдать изучаемое явление. Этот метод оказывается очень полезным и в деле овладения знаниями и в приобщении учащихся к познавательной деятельности.
Лабораторные работы проводятся с различной степенью самостоятельности учащихся. При фронтальной организации учащиеся выполняют одни и те же виды и этапы работ по указанию учителя или по специальным инструктивным карточкам. При исследовательской или эвристической постановке лабораторных работ учащиеся получают вопрос, тему, задания и затем им предоставляется значительная самостоятельность в выполнении при соблюдении определенных инструкций. И в том и в другом случае успех лабораторной работы зависит от того, насколько она опирается на изученные знания по предмету и насколько тесно связана с изложением нового материала учителем. Лабораторная работа оказывается успешной, когда учитель тем или иным способом подвел учащихся к тому вопросу, ответ на который они должны получить из самостоятельно выполняемой лабораторной работы. Лабораторная работа ставится тогда, когда весь новый материал изложен учителем и требуется опытное подкрепление сформулированных им выводов.
Основное условие успешного выполнения лабораторной работы - ясная для учащихся конкретная задача проведения ее, т.е. знание, на какой вопрос должны ответить учащиеся. Вопрос этот формулируется учителем или дается в письменном виде.
2. Подходы к организации лабораторных занятий:
- учебное моделирование
Моделирование, которое представляет собой одну из ключевых технологий системного анализа при исследовании сложных, многоэлементных и полиструктурных систем, функционирование которых определяется большим количеством внутренних и внешних факторов.
В сфере профессионального образования в сочетании с другими методами применяется и моделирование профессиональной деятельности, что позволяет создавать условия для обеспечения высокого научного уровня и творческого характера подготовки специалистов; тем не менее, в обучении будущих учителей моделирование не находит широкого и систематического применения.
В педагогической литературе подчеркивается важность применения моделирования в учебном процессе (А.А. Вербицкий, Л.Г. Семушина, А.Н. Дахин, В.И. Загвязинский и др.), однако методика реализации и инструментальные средства недостаточно разработаны.
Для реализации идеи моделирования профессиональной деятельности в работе со студентами преподаватель колледжа должен сам владеть навыком моделирования, следовательно, необходимо создать условия для его обучения проектированию и моделированию социально-педагогических процессов образовательного учреждения, а затем обеспечить перенос полученных навыков в работу со студентами.
- конструирование
Одним из решающих условий успешного протекания педагогического процесса является его конструирование, включающее в себя анализ, диагностику, определение прогноза и разработку проекта деятельности. На этом этапе решения педагогической задачи можно выделить тесно связанные между собой виды деятельности учителя, которые относительно независимо направлены на конструирование содержания, средств и программ действий своих и учащихся. Соответственно технологию конструирования педагогического процесса можно представить как единство технологии конструирования содержания (конструктивно-содержательная деятельность), материальных или материализованных средств (конструктивно-материальная) и деятельности (конструктивно-операциональная).
Конструктивно-содержательная, конструктивно-материальная и конструктивно-операциональная технологии различаются по своему предмету. В каждой из них выделяются последовательно осуществляемые педагогом аналитическая деятельность, завершающаяся постановкой диагноза; прогностическая и проективная творческая мыслительная деятельность. Анализ, прогноз и проект - неразрывная триада при решении любой педагогической задачи вне зависимости от ее предметно-содержательного наполнения и временных ограничений. Продуктивность решения стратегических, тактических и оперативных задач в равной мере обусловливается качеством технологии конструирования вне зависимости от того, был проект как ее результат заранее зафиксирован на бумаге в форме плана (плана-конспекта, конспекта) или нет.
Технология конструирования педагогического процесса не может быть сведена к обдумыванию лишь действий педагога, содержания и возможностей использования педагогических средств. Она должна осуществляться с ориентацией на учащихся, группу школьников и каждого в отдельности. Другими словами, такая технология требует предположительного конструирования действий учащихся.
- исследование
Учебное исследование рассматривается в педагогике как деятельность, направленная на создание качественно новых ценностей, важных для развития личности, на основе самостоятельного приобретения учащимися субъективно новых, значимых для них знаний. Цель учебного исследования, по мнению Е.Н. Кикоть, не только конечный результат (знание), но и сам процесс, в ходе которого развиваются исследовательские способности учащихся за счет приобретения ими новых знаний, умений и навыков, тренировки уже развитых, расширения кругозора, изменения своей мотивации и положения в молодежном сообществе
- проектирование
Педагогическим проектированием называют предварительную разработку деталей педагогических систем. Термин «проектирование» пришел в педагогику из технического знания. Там он означает создание опережающего проекта того, что затем будет реализовано в натуре, что называется «в металле». Как одно из направлений развития педагогики стали разрабатываться идеи педагогического проектирования и педагогических технологий, в значительной мере как заимствование подходов, применяющихся в технике и промышленном производстве. Благодаря проектированию та или другая педагогическая система становится как бы технологичной.
Объектом проектирования является в общем случае педагогическая система как единство системы целей образования и всех факторов педагогического процесса, способствующих достижению этих целей. Причем, педагогические системы можно рассматривать на разных уровнях: педагогическая система всей российской школы, педагогическая система конкретного образовательного учреждения, педагогическая система каждого конкретного учителя, педагогическая система отдельного предмета, темы, конкретного занятия и т.д.
3. Варианты лабораторных занятий
Формы организации лабораторного занятия зависят прежде всего от числа обучающихся, содержания и объема программного материала, числа лабораторных работ, а также от вместимости учебных помещений и наличия оборудования. В зависимости от этих условий в военных вузах применяют следующие формы проведения лабораторных занятий: фронтальную, по циклам, индивидуальную и смешанную (комбинированную).
Фронтальная форма проведения лабораторных занятий предполагает одновременное выполнение одной и той же работы всеми курсантами и слушателями. Ее применение способствует более глубокому усвоению учебного материала, поскольку график выполнения лабораторных работ поставлен в четкое соответствие с лекциями и упражнениями. При этом обеспечивается высокий методический уровень проведения работ, так как на каждом занятии внимание преподавателя сосредоточивается лишь на одной работе. Однако данная форма требует большого количества однотипного, иногда дорогостоящего оборудования и универсальных стендов, а для их размещения – значительных лабораторных площадей.
Иногда в военных вузах используется организация лабораторных работ по циклам. При этом работы делятся на несколько циклов, соответствующих определенным разделам лекционного курса. В один цикл объединяются 4–5 работ, осуществляемых, как правило, на однотипных стендах. Студенты выполняют работы по графику, переходя от одного цикла к другому. Применительно к цикловой форме организации создаются лабораторные практикумы по дисциплинам, имеющим в программах четко обозначенные разделы примерно одинаковой продолжительности по времени.
Военные вузы, располагающие большими возможностями по лабораторной базе, внедряют индивидуальную форму организации работ, при которой каждый обучающийся выполняет все намеченные программой работы в определенной последовательности, устанавливаемой графиком. В этом случае студенты одновременно могут работать над различными темами. Последовательность лабораторных работ для многих из них может не совпадать с последовательностью лекционного курса, но зато лучше могут быть учтены определившиеся научные интересы и склонности отдельных обучающихся. Данная форма организации обладает тем преимуществом, что позволяет расширить тематику работ и представляет студентам большие возможности для научных исследований.
Наиболее часто в военных вузах используется смешанная (комбинированная) форма организации лабораторных занятий, позволяющая использовать преимущества каждой из рассмотренных выше форм. В курсах, читаемых в начале обучения, применяют фронтальную форму, затем переходят к цикловой и индивидуальной. Во всех случаях кафедры стремятся к тому, чтобы каждая лабораторная работа выполнялась студентами индивидуально и самостоятельно.
4. Алгоритм организации и ведения лабораторного занятия
При постановке учебного курса наибольшую сложность всегда представляет отбор содержания материала, подлежащего практическому усвоению. Следовательно, формируя программу лабораторных занятий, важно выделить ту часть практического обучения в вузе, которую можно решать наиболее успешно в лабораторных условиях. Поэтому для лабораторных занятий военный преподаватель отбирает такой материал, на базе которого можно поставить учебный эксперимент, причем главной задачей всех опытов может быть изучение существа явлений (внутренних процессов, протекающих в изучаемых технических системах или непосредственно в природе). В то же время этот материал в итоге должен раскрывать методику современных научных исследований применительно к специальной подготовке курсантов и слушателей.
Выделяя вопросы программы, подлежащие иллюстрации в лабораторных работах, следует прежде всего исходить из того, какова роль каждого вопроса, изучаемого в рамках данной дисциплины, в формировании ее структуры, насколько трудно для курсантов и слушателей освоить ту или иную проблему без выполнения экспериментов.
В общенаучных учебных дисциплинах на лабораторные занятия выносят материал, позволяющий иллюстрировать основные закономерности данной науки, применять физические методы измерения для изучения строения вещества и анализа процессов, прививать курсантам и слушателям умение многосторонне описывать и объяснять физические объекты и явления. По специальным дисциплинам, в том числе и по техническим, проводятся такие работы, которые будущим специалистам предстоит выполнять в своей практической и научной деятельности.
Разумеется, организуя лабораторные занятия, общенаучные кафедры принимают во внимание не только свои предметные задачи, но и учебные задачи других кафедр и в целом деятельность студентов как специалистов определенного профиля. Преемственность в осуществлении экспериментальной подготовки между кафедрами достигается прежде всего строгой согласованностью учебных программ, и в частности программ лабораторных занятий.
Таким образом, само построение лабораторного практикума должно способствовать установлению логических связей профилирующего курса с другими учебными дисциплинами с тем, чтобы курсанты и слушатели усвоили его как целостную систему со всей структурой, отражающей изучаемую науку.
При проведении лабораторных работ возможны три подхода к их выполнению:
– на базе рецептурных действий студентов, когда они проявляют умение работать преимущественно в стандартных условиях, отраженных в руководстве по лабораторному практикуму;
– частично поисковых действий обучающихся, когда они уже могут действовать достаточно самостоятельно, решать несложные творческие задачи при подсказке или непосредственном руководстве преподавателя;
– активных творческих действий студентов, когда они проявляют способность действовать в условиях, близких к реальным, используя запас приобретенных знаний.
Разумеется, в современных условиях интенсификации обучения должен преобладать третий подход, но полностью отказаться от первого и второго тоже нельзя.
В этой связи лабораторные работы рекомендуется планировать следующим образом:
– для студентов первых курсов – с жесткой регламентацией деятельности;
– для обучающихся вторых и третьих курсов – с ослабленной регламентацией деятельности, с использованием частично-поискового метода;
– для студентов старших курсов – лабораторные работы исследовательского характера в условиях полной самостоятельности, лишь при косвенном контроле преподавателя.
Особенности подготовки лабораторного занятия.
Подготовка лабораторного занятия начинается с изучения исходной документации, определения (уточнения) целей и задач данного занятия, времени, выделяемого курсантам и слушателям для подготовки.
В ходе подготовки к лабораторной работе преподаватель должен уяснить проблематику, объем и содержание лабораторного занятия, определить, какие понятия, определения, теории могут быть иллюстрированы данным экспериментом, какие умения и навыки должны приобрести обучающиеся в ходе занятия, какие знания углубить и расширить. При этом ему необходимо решить, на каком этапе обучения следует поставить задачу на подготовку к лабораторной работе, каким образом достигнуть активизации познавательной деятельности курсантов и слушателей.
Задача на подготовку к лабораторной работе может быть поставлена либо на лекции, либо на практическом занятии с таким временным расчетом, чтобы обучающиеся смогли качественно подготовиться к ее проведению. Одновременно им выдаются разрабатываемые на кафедре «Задание на лабораторную работу» и «Описание лабораторной работы». Эти учебно-методические материалы готовятся, как правило, преподавателем, который проводит весь лабораторный практикум.
Разделы указанных методических материалов отражают учебные вопросы, краткие сведения по теории, программу выполнения работы, содержание отчета, вопросы для подготовки и литературу, рекомендуемую курсантам и слушателям для подготовки к занятию. В них также ставятся задачи, которые обучающиеся должны решить при подготовке к работе, в процессе эксперимента и при обработке полученных результатов.
В указаниях о порядке оформления отчета определяются форма отчета, в каком виде должен быть оформлен цифровой и графический материал, порядок сравнения полученных результатов с расчетными и оценки погрешностей, порядок формулировки выводов и заключений, а также порядок защиты выполненной работы.
При проведении занятий с жесткой регламентацией, описание работы – это фактически пошаговый перечень того, что курсанты и слушатели должны по ней сделать. Описание по работам на проблемно ориентировочной основе несколько отличается от традиционного и включает наименование и целевую установку лабораторной работы; суть научной проблемы, подлежащей разрешению; примерный порядок проведения эксперимента, а также ожидаемый результат; общие требования к отчету и выводам по работе; вопросы для подготовки; рекомендуемую литературу.
Такое описание ориентирует курсантов и слушателей на творческую, исследовательскую работу, а не на репродуктивные действия.
Подготовка обучающихся к лабораторной работе проводится в часы самостоятельной работы с использованием учебников, конспектов лекций и вышеуказанных методических материалов.
В итоге подготовки студенты должны знать основной теоретический материал, который закрепляется данной лабораторной работой; цель, содержание и методику ее проведения, правила пользования приборами; меры безопасности и порядок их выполнения в работе. Кроме того, они должны заготовить схемы, таблицы, графики, необходимые для выполнения работы. Официальным допуском для курсантов и слушателей к занятию является сдача коллоквиума. Чтобы обеспечить своевременное выполнение работ, кафедры обычно устанавливают «контрольные сроки» коллоквиумов и сдачи работ. Эти сроки выбираются таким образом, чтобы обучающиеся имели возможность самостоятельно и качественно планировать свою деятельность. Тем временем преподаватель продолжает подготовку к данному занятию: организует самостоятельную работу курсантов и слушателей, проводит индивидуальные и коллективные консультации, проверяет готовность аппаратуры и документации, а также разрабатывает план проведения лабораторного занятия.
Содержательная часть плана проведения лабораторной работы включает вступительную часть; порядок проведения эксперимента и обработки результатов; общий расчет времени по этапам занятия (на сборку установки, проведение эксперимента, анализ и оформление отчета); заключительную часть занятия.
Во вступительной части указываются тема, цель, порядок выполнения работы и оформления отчета. Ход выполнения лабораторной работы в плане отражается только в самом общем виде.
Определяя порядок проведения эксперимента, целесообразно отмечать последовательность работы, примерный расчет времени; особенности работы с данной аппаратурой; меры безопасности; контроль правильности собранной схемы и порядок подачи напряжения (нагрузки); точность снятия отсчетов; вопросы или задачи (проблемы), требующие от курсантов и слушателей самостоятельных решений или проявления творчества.
Заключительная часть отводится на подведение итогов и постановку задачи на следующее занятие.
Проведению лабораторного занятия предшествует сдача студентами коллоквиума. Коллоквиум (от лат. colloquium – разговор, беседа) – собеседование преподавателя с обучающимися.
Цель коллоквиума – контроль глубины усвоения теоретического материала изучаемого раздела учебной дисциплины; контроль понимания физической сущности явлений, иллюстрируемых данной лабораторной работой; проверка знания приборов и аппаратуры, используемых при проведении лабораторной работы; проверка знания порядка проведения эксперимента и его обоснования, представлений об ожидаемых результатах, умения их обрабатывать и анализировать; проверка знания правил эксплуатации оборудования и техники безопасности при проведении работ.
Таким образом, проводя коллоквиум, как правило, путем индивидуального собеседования, преподаватель прежде всего контролирует, в какой мере студенты изучили лекционный материал и рекомендуемую литературу, насколько глубоко усвоили теоретический материал, поняли сущность рассматриваемых явлений.
В зависимости от возможностей и напряженности учебного плана коллоквиумы могут проводиться в плановое учебное время, в период самостоятельной подготовки и во время лабораторной работы.
Лабораторные занятия заканчиваются защитой результатов работы и полученных выводов. В некоторых вузах такая защита организуется перед всей группой обучающихся и если лабораторные работы выполнялись фронтально и вполне самостоятельно, конечно, интересно знать, к каким выводам пришли их товарищи. Они задают много вопросов, дискутируют, а это как раз то, что необходимо для глубокого уяснения изучаемой дисциплины.
Преподавателю остается в заключение лишь подвести общие итоги.
Как правило, студент) не должен получать задание на выполнение следующей лабораторной работы, пока не отчитается за предыдущую.
5. Содержание лабораторных занятий
Лабораторные занятия представляют собой особую конструкцию звена формирования и навыков. Оно строится из следующих этапов:
- организационного - постановки цели и актуализации знаний;
- инструктажа, выполнения лабораторной работы;
- оформления результатов наблюдения;
- определения домашнего задания.
Лабораторные занятия преследуют цель - на основе ранее полученных знаний включать учащихся в различные действия для формирования умений и навыков.
Ученики, опираясь на полученные знания на уроках, других занятиях, самостоятельно выполняют лабораторные работы, проводят измерения, решают задачи, выполняют упражнения.
При этой форме обучения действия учащихся подвергаются меньшей регламентации. Ученики, проводя лабораторные работы, обращаются к учебникам, справочной литературе, формируют общие умения работы по определенным разделам учебной программы, умения работы с приборами, отрабатывают алгоритм действий. Весьма важно, что ученики, получая задание, учатся планировать свою деятельность на определенный период, осуществлять самоконтроль.
Лабораторные работы проводятся не только по предметам, в которых запланированы лабораторные работы, но и по тем предметам, в которых предусматривается выработка умений и навыков.
На лабораторных занятиях господствуют практические методы обучения. Если опираться на классификацию методов по характеру познавательной деятельности, то следует отметить, что на этих занятиях применяются преимущественно частично-поисковое, репродуктивные методы.
Лабораторное занятие как форма обучения для выработки умений и навыков учащихся обладает большей продуктивностью, чем урок формирования умений и навыков. На этом занятии отсутствует жесткая регламентация учебной деятельности учащихся, дается большой простор для проявления их инициативы и изобретательности. Благодаря этому учащиеся выполняют большой объем заданий, большое количество тренировочных действий.
Лабораторное занятие эффективнее, чем урок, способствует формированию самостоятельности как качества личности: ученики сами планируют свою работу, более осознанно стремятся к цели, эффективнее занимаются самоконтролем. Однако следует заметить, лабораторные занятия проводятся только после уроков и других форм организации обучения.