Активізація пізнавальної діяльності студентів у лабораторному практикумі з дослідження γ-випромінювання засобами цифрових технологій

Abstract

(ua) У статті досліджується вплив цифрових технологій на активізацію пізнавальної діяльності студентів у лабораторному практикумі з дослідження γ-випромінювання. Стаття присвячена дослідженню методів організації та виконання експериментальних завдань із вивчення γ-випромінювання, які ґрунтуються на циклах експериментального й теоретичного дослідження. Здійснюється порівняння результатів реального та віртуального експериментів, яке дає змогу продемонструвати узгодження циклів експериментального й теоретичного дослідження. Це підкреслює важливість використання цифрових інструментів у навчанні фізики та свідчить про те, що віртуальні експерименти можуть бути ефективним доповненням до реальних досліджень. Результати дослідження засвідчують, що запропоновані варіанти організації дослідницьких і прикладних експериментів, а також феноменологічних, функціональних і константантних дослідів свідчать про забезпечення вищої якості наукового пізнання студентами. Важливим аспектом дослідження є акцент на потребі активізації пізнавальної діяльності студентів. Використання програмного забезпечення для імітації виконання фізичних дослідів і лабораторних робіт з фізики може допомогти в цьому. Описуються особливості програмного забезпечення, що має відповідати таким вимогам: інтерактивність та візуалізація – можливість інтерактивної взаємодії з користувачем, графічна візуалізація результатів експериментів для кращого розуміння фізичних процесів; реалістичність – використання реалістичних параметрів, видача достовірних фізичних даних; можливість налаштування параметрів – зміна параметрів експериментів для дослідження різних сценаріїв та отримання різних результатів; аналіз результатів – функції для аналізу отриманих даних, включно з побудовою графіків, обробкою результатів і порівняння з теоретичними моделями; підтримка викладачів і студентів – інструменти для створення й обміну лабораторними роботами; можливості спільної роботи над проєктами викладачів і студентів (доступ до спільного хмарного середовища). Обґрунтовується, що програмне забезпечення, яке відповідає цим вимогам, ефективно допомагатиме студентам і викладачам у проведенні лабораторних робіт з фізики, а також розширить їх можливості для вивчення та дослідження фізичних явищ. Перспективи подальших досліджень вбачаються в розробці й апробації такого програмного забезпечення. (en) This article investigates the impact of digital technologies on enhancing students' cognitive activity in laboratory studies of γ-radiation. The study focuses on the development and implementation of experimental tasks based on the cycles of experimental and theoretical research. The comparison of real and virtual experiments allows us to demonstrate the alignment between the cycles, emphasize the importance of digital tools in physics education, and highlight the potential of virtual experiments to complement real-world research. The research findings indicate that the proposed research and applied experimental tasks, as well as phenomenological, functional, and constant experiments, significantly improve the quality of students' scientific knowledge. The study emphasizes the need to stimulate students' cognitive activity and highlights the potential of using software for simulating physical experiments and laboratory work in physics to achieve this goal. The article outlines the features of such software, which should meet the following requirements: Interactivity and visualization: enabling interactive user interaction and graphical visualization of experimental results for a better understanding of physical processes. Realism: using realistic parameters and providing reliable physical data. Parameter customization: allowing for the modification of experimental parameters to explore different scenarios and obtain diverse results. Result analysis: providing functions for analyzing the obtained data, including plotting graphs, processing results, and comparing them with theoretical models. Support for teachers and students: offering tools for creating and sharing laboratory work, as well as opportunities for collaborative project work between teachers and students (access to a shared cloud environment). The article argues that software meeting these requirements will effectively assist students and teachers in conducting laboratory work in physics and expand their opportunities for studying and exploring physical phenomena. The prospects for further research lie in the development and testing of such software.