Почти во всех профессиях имеются точки пересечения с лабораторной работой (по нефтяной отрасле, по материаловедению, в химической лаборатории и т.д.). Во всех лабораториях речь идет об анализе веществ или процессов, или же о синтезе веществ в масштабе лаборатории.
Анализ проводится с целью получить знания о соответствующем веществе или процессе, но при этом речь идет не о новых знаниях правил и закономерностей, как при научном эксперименте. Скорее, напротив, речь идет о контроле качества, который утверждает, отвечает ли вещество или процесс заданным параметрам (нормам, предельным значениям и пр.).
Планомерный синтез веществ в масштабе лаборатории – который важен, прежде всего, для специалистов, связанных с химической сферой – больше не ограничивается лишь одним экспериментом. Здесь речь идет о рутинной отработке известных законов получения (алгоритмов). Разработка и оптимизация законов синтеза, напротив, опять же связана с экспериментальным изучением в значении технических экспериментов.
Принимая во внимание разнообразие лабораторных работ, это не правильно – все задания в лабораторной работе приравнивать или отождествлять с экспериментами. Тем не менее, чтобы упростить словоупотребление, в дельнейшем говорится об экспериментах, даже если речь идет о моделировании лабораторной работы. Такое упрощение кажется оправданным также благодаря тому, что в дальнейшем речь идет принципиально об организации процессов профессионального обучения. Для учащихся каждое первое столкновение с рабочим заданием несет так много неизвестного, что во всех случаях вполне можно говорить об экспериментальном обучении.
Эксперименты, которые применяются для организации учебных процессов, называют обучающим экспериментом или школьным экспериментом. Таким образом, школьные эксперименты являются дидактическим средством. В сравнении с научными экспериментами они имеют функцию способствования познанию или функцию способствования усвоению.
Все вышеуказанные виды экспериментов могут быть положены в основу организации учебных и обучающих процессов. Это значит, что воспроизводятся естественнонаучные или технические эксперименты и экспериментально моделируется профессиональная работа и таким образом изучается. Благодаря учебным и обучающим процессам, организованным в виде экспериментов, обеспечивается конкретно-наглядное критическое рассмотрение учащимися предметов усвоения и деятельности по усвоению. Предметами усвоения могут быть вещества/рабочие предметы, естественнонаучные и технические процессы/рабочие процессы, а также приборы/рабочие средства. Деятельности по усвоению охватывают естественнонаучное и техническое мышление, а также общие приемы работы и поведение.
Это значит, что естественный или технический процесс сознательно и планомерно инициируется и завершается преподавателем или учащимся. Создающие помехи параметры влияния могут быть исключены, а специфические условия могут варьироваться, благодаря чему определенная связь становится более прозрачной.
Если, к примеру, речь идет о том, чтобы изучить с учащимися по химии или по строительству то, что известняк под воздействие кислотного дождя не устойчив к атмосферным воздействиям, то здесь проще предпринять наблюдение за природой. Однако такая проверка заняла бы несколько лет, прежде чем масштаб стал явным. Более целесообразным представляется воспроизведение природного феномена экспериментально, смешивая известняк с разведенной серной кислотой. При этом может быть определен любой момент времени для процесса развития изменений и может быть включен в учебный процесс. Также предоставляется возможность многократного повторения. Так, можно использовать серную кислоту различной концентрации, с тем, чтобы при помощи вспомогательных средств, как, например, более сильная концентрация кислоты, сделать более различимыми даже слабые эффекты. Мешающие побочные эффекты целенаправленно устраняются, а суть подчеркивается. Таким же образом можно отдельно и особо рассматривать побочные явления.
Во время экспериментального обучения учащиеся выполняют различные дельности и развивают свои компетенции. В зависимости от различных деятельностей по усвоению, существуют различные степени цели, которые обосновывают важность экспериментального обучения и экспериментальной учебы.
|
Деятельности по усвоению: |
Степени цели:
|
|
Восприятие:
- явлений (веществ и реакций) - аппаратуры и технического оборудования
Выполнение:
- лабораторных и измерительных операций - обращение с приборами - обращение с химикатами,
|
Знания:
-
опасности при обращении с веществами - законодательных предписаниях по защите окружающей среды, охране труда и профилактике несчастных случаев - веществах, процессах, приборах Способность к точным наблюдениям Проявление рабочих привычек
|
|
Объяснение и обоснование: - явлений - аппаратурного решения - мер по технике безопасности - проведения опытов |
Способность:
- технологически-функционально мыслить - к обобщению взаимосвязи конкретного (явлений) и абстрактного (обоснования)
|
|
Выводится из: - прогнозов (предсказаний) - экспериментально проверяемых высказываний - гипотез (предположений) - технических мероприятий, как аппаратурных решений и мероприятий по технике безопасности |
Способность: - технически-констуктивно мыслить
|
|
Формулирование: - результатов наблюдений - прогнозов - гипотез |
Способность: - вести протокол - точно формулировать |
|
Оценка: - непротиворечивости прогнозам и гипотезам - планирования и проведения опытов - решения об оснащении (аппаратурных решений), а также о мерах по технике безопасности |
Способность:
- технически-конструктивно мыслить - технологически функционально мыслить |
|
Применение:
- логических методов умозаключений - известных решений об оснащении (аппаратурных решений), а также о мерах по технике безопасности - лабораторных и измерительных операций - самостоятельное проведение экспериментов
|
Способность и отчасти навыки:
- индуктивного, дедуктивного, прогрессивного, восстановительного умозаключения - обращения с приборами - обращения с химиками (в том числе с опасными веществами) - ситуационного реагирования - организации рабочего процесса - сотрудничества и разделения труда
|
Из рассмотрения защиты окружающей среды, охраны труда и профилактики несчастных случаев в ходе обучающих экспериментов в итоге выводятся дополнительные учебные цели. Они направлены, прежде всего, на усвоение знаний о группах веществ с определенными возможностями возникновения опасности (очень ядовитые, ядовитые, менее ядовитые, едкие, вызывающие раздражения, взрывоопасные, способствующие горению, крайне огнеопасные, легко воспламеняющиеся), а также на усвоение знаний, умений и навыков в области профилактической противопожарной безопасности и активной борьбы с пожаром.
Обучающие эксперименты могут применяться в рамках теоретических учебных занятий или в лабораторном обучении. Методическая организация учебного и обучающего процесса, в частности организация процесса познания, менее зависима от этого. Она ориентируется в частности на структуру основных процессов познания и процессов решения проблем.
В результате соединения учебного и обучающего процесса с лабораторным обучением изменяются, прежде всего, внешние условия: в лаборатории учащиеся имеют непосредственный доступ к приборам и химикатам. Благодаря неизменным пространственным условиям, в лаборатории может применяться также и сложное оборудование. Как правило, лабораторное обучение охватывает более продолжительные периоды времени (8 или 4 часа) чем урок, продолжительностью 45 минут, таким образом, свобода действий во временном распределении значительно больше.
Эксперимент, проводимый учащимся, должен быть по возможности неопасным. На учебных занятиях могут применяться только эксперименты, приемлемые с точки зрения техники безопасности. Не контролируемые побочные реакции должны быть исключены. Применяемые химические вещества должны обладать невысоким потенциалом опасности.
Литература:
Новикова Т.Г. Проектирование эксперимента в образовательных системах. М., 2002.
Батищев Г.И. Педагогическое экспериментирование // Сов. педагогика – 1990.
Пискунов А.И., Воробьев Г.В. Теория и практика педагогического эксперимента. М., 1979.
