ЕЛЕМЕНТИ НАУКОВО-ДОСЛІДНОЇ РОБОТИ В НАВЧАЛЬНОМУ ФІЗИЧНОМУ ЕКСПЕРИМЕНТІ

Анотація

Обґрунтовано актуальність використання сучасних вимірювальних технологій у навчальному фізичному експерименті як дієвого засобу формування навичок науково-дослідної роботи в учнів закладів середньої освіти та здобувачів вищої освіти. Показано, що цифровізація освіти, поширення доступних датчиків і мікроконтролерів (зокрема 1-Wire пристроїв) дають змогу створювати недорогі лабораторні комплекси навіть в умовах воєнного стану, коли традиційне лабораторне обладнання часто недоступне. Проаналізовано світовий досвід модернізації фізичного практикуму (роботи А. Петриці, міжнародної команди Ochirbat, дослідження M.K. Gundawar з використанням смартфонів) та власні напрацювання кафедри фізики і хімії ХНПУ імені Г.С. Сковороди — автоматизований комп’ютерний комплекс «Експериментатор» і програмно-методичний комплекс SchoolKit на основі технології 1-Wire, які успішно застосовуються в освітньому процесі. Як приклад розглянуто класичні демонстраційні досліди з електростатики (електризація ебоніту і скла). За допомогою датчика напруги, аналого-цифрового перетворювача та персонального комп’ютера експериментально визначено знаки зарядів наелектризованих паличок та проаналізовано залежність амплітуди імпульсу падіння напруги від швидкості руху заряду відносно пластини конденсатора. Доведено, що напрям руху не впливає на характер зміни напруги, тоді як полярність. сигналу змінюється на протилежну при зміні знаку заряду. Теоретичне обґрунтування отриманих результатів виконано на основі методу дзеркальних відображень. Отримані результати дозволяють залучати здобувачів освіти до базового рівня науково-дослідної роботи, розвивати критичне мислення, експериментаторські навички та розуміння фізичних процесів.