Вернуться на страницу <Методические разработки>
Содержание

Профориентационный интегрированный курс на базе автоматизированных мест учащихся в средней школе

Ходяков Игорь Алексеевич
преподаватель школы № 1006 ЗАО г. Москвы

С 1992 г. в средней школе 1006 г. Москвы для старших классов проводится экспериментальный интегрированный курс "Информационные и элетронные технологии". Основная задача курса - прочное усвоение системы знаний и умений для самостоятельной ориентации в области электротехнических и электронных технологий. По окончанию курса выпускники школы могут пользоваться обычной справочной и учебной литературой, владеют навыками для работы с современным программным обеспечением, знакомы с организацией типовых рабочих мест.

 Материальной и информационной базой курса являются автоматизированные рабочие места (АРМ) учащихся, включающие ПЭВМ типа IBM PC 486DX и универсальные стенды, обеспечивающие производство текущего эксперимента по всем разделам курса. Всего в профориентационном кабинете имеется 8 АРМ учащихся (рис. 1):

Рис. 1

Стенды являются интегрированной монтажно-измерительной средой и оснащены типовыми школьными измерительными приборами. Макетные панели для сборки различных схем выполнены учащимися и выпускниками школы. В 1997 г. начато оснащение стендов устройствами автоматизации измерений.

Программное обеспечение включает ОС Windows 95, Microsoft Office 7.0, Mathcad PLUS 6.0, Electronics Workbench 4.0 и др. Такой набор обеспечивает интегрированную информационную среду для четырехслойного освоения учебного материала:

• традиционное изложение теоретического материала и практические занятия с ним;
• работа с математической моделью в чрезвычайно удобной и простой среде Mathcad PLUS 6.0, предоставляющей мощнейшую вычислительную, графическую и объектную (в т. ч. мультимедийную) поддержку с использованием электронных книг, гипертекстов, а также с уникальной возможностью организации структурированной базы знаний непосредственно в рабочем документе;
• физическое моделирование в Electronics Workbench 4.0, позволяющее легко и наглядно создавать и отлаживать всевозможные схемы из любых электронных компонентов, содержащихся в технических справочниках, сохранять данные измерений для последующей обработки в Mathcad PLUS 6.0 (Excel 7.0);
• сборка и исследование реальных схем и устройств в ручном и автоматизированном режиме с последующей обработкой результатов измерений в Mathcad PLUS 6.0 (Excel 7.0).

Нелишним будет заметить, что дети с первых минут общения с вышеперечисленными профессиональными приложениями начинают любить стиль свободного активного диалога с компьютером, работая с конкретным учебным материалом.

Учебный план интегрированного курса тесно увязан с содержанием курсов физики, математики и информатики в части разделов "Электричество и электромагнетизм", "Элементы математического анализа" и "Бинарная арифметика, логика, цифровые устройства и микропроцессоры". В 10 классе учащиеся усваивают содержание некоторых разделов высшей математики и математические приложения (табл. 1):

Табл. 1

Опираясь на физический и геометрический смысл математических понятий, доступный учащимся 8-9 классов, десятиклассники достаточно легко осваивают возможности Mathcad PLUS 6.0 в части решения системы линейных уравнений по правилам Крамера (расчет электрических цепей по правилам Кирхгофа), элементов дифференциального исчисления (нахождение скоростей изменения физических величин, расчет полей, закон Фарадея, расчет цепей переменного синусоидального тока, нахождение формул определения абсолютных погрешностей косвенных измерений), а также элементов интегрального исчисления (расчет полей, средних значений физических величин и т. п.).

Существенным моментом в способе изложения учебного материала является применение теорем классической теории поля для более полного и наглядного представления физических фактов и использование этих теорем для расчета симметричных полей [2]. Структура содержания фундаментальных законов электродинамики обретает законченную форму ( рис. 2):

Рис. 2

Принципиальное значение имеет определение структуры базы знаний, адекватной процессу познания развивающейся системы явлений, категорий и законов.

С одной стороны, во-первых, содержанием такой базы знаний является :

• история открытий и использования электромагнитных явлений;
• система экспериментов, отражающих вышеуказанную историю;
• система категорий электродинамики, отражающая историю человеческого мышления;
• система научных теорий и школ, синтезирующая предыдущие моменты развития.

Во-вторых, саморазвивающаяся структура, имманентная вышеуказанным моментам, имеет, по мнению автора [4], фрактальный характер.

С другой стороны, качественные переходы в развитии объектов познания проявляются, в частности, фрактальностью причинно-следственных связей в фазовом пространстве [3].

Поскольку все фракталы топологически эквивалентны [1], форма рассматриваемого процесса обучения на базе АРМ учащихся даёт единство материальной и информационной (объективной и субъективной) составляющих учебного места "с точностью до топологии".

В силу подписанного в мае 1997 г. Договора об учебно-методическом, техническом и научном сотрудничестве между Центром НИТ МИРЭА, школой №1006, Солнцевским МУК-4 и корпорацией "Софт Лайн", на базе школьного и создаваемого в МУК-4 профориентационных кабинетах с идентичной структурой процесса обучения организована специализированная лаборатория ЦНИТ МИРЭА с задачами:

• внедрение INTERNET/INTRANET технологий;
• развитие интеграции с высшей школой;
• разработка, апробация и внедрение учебно-методических комплексов по профориентационным дисциплинам на базе гипертекстовой среды Mathcad PLUS 6.0;
• внедрение АРМ учащихся в основное, дополнительное и профориентированное обучение;
• разработка и внедрение баз знаний с унифицированной фрактальной структурой с использованием гипертекстовых и мультимедийных технологий;
• организация эффективных форм внеклассной работы со старшеклассниками;
• повышение квалификации в сфере НИТ работников образовательных учреждений ЗАО г.Москвы.

В заключение автор выражает глубокую благодарность и признательность десяткам сотрудников государственных и коммерческих учреждений, родителям учащихся и, в особенности, самим ученикам и выпускникам школы за доброжелательное отношение и безвозмездную помощь, без которой организация полноценного профориентационного обучения стала бы невозможной.

Литература:

1. Александров П.С. Введение в теорию множеств и общую топологию. М. , "Наука", 1977, 368 с.
2. Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма. М. , "Высшая школа", 1991, 288 с.
3. Лоскутов А.Ю., Михайлов Н.Г. Введение в синергетику. М. , "Наука", 1990, 272 с.
4. Ходяков И.А. Фрактальная модель структуры диалектики. М. , 1992, 23 с. , рукопись депонирована в ИНИОН РАН 09.06.92 г. , № 46608.

Содержание
Вернуться на страницу <Методические разработки>