7.1 Мета і зміст лабораторного практикуму

Ціль лабораторного практикуму - поглибити теоретичні знання студентів, ознайомити їх з технічними засобами і методами точного виміру, навчити експериментування. Сучасний експеримент - це широкий фронт наукових досліджень природи. З одного боку, він є засобом нагромадження первинних даних про її явища, з іншого боку - служить критерієм вірогідності наших представлень про неї.

У навчальному процесі експериментування є одним з методів вивчення дисциплін як науки.

Однак з його допомогою явище досліджується здебільшого лише з якісної сторони. Для більш повного його вивчення необхідне проведення відповідних вимірів. Тому крім лекційного експерименту уводяться вимірювальні лабораторні дослідження явищ, що передбачають широке застосування сучасних вимірювальних приладів і апаратури, методів виміру й оцінки результатів.

Лабораторний практикум сприяє розвитку спостережливості, конструктивного мислення, інтересу до предмета і творчого підходу до придбання знань. Він не є чимось ізольованим від лекційного курсу. Він - одна зі складових частин цілісного навчального процесу, у якому відбивається єдність теорії, досвіду і практики в пізнанні природи.

Завдання лабораторного практикуму найтіснішим образом зв'язані з лекційним курсом, їхній перелік приводиться в програмі курсу. По змісту вони підрозділяються на три класи:

1. Завдання, націлені на засвоєння техніки аналізу сировини і готових продуктів сучасних технології.

2. Завдання, зв'язані з визначенням кінетики хімічних і інших реакцій з перевіркою законів і формул, що можуть описувати технологічні процеси.

3. Дослідження, зв'язані з визначенням впливу технологічних факторів на вихід і якість того чи іншого хіміко-технологічного процесу (температури, тиску, тривалості, складу середовища, субстрату).

Науково-методичний рівень практикуму значною мірою залежить від технічного оснащення лабораторії і проблемного підходу до завдань. В умовах сучасного науково-технічного прогресу устаткування лабораторій, зміст практикуму і методика його проведення повинні постійно удосконалюватися. Інакше навчальна лабораторія може перетворитися в музей застарілих приладів, а лабораторний практикум - в імітацію експерименту.

В університеті увага студентів залучає нове: і апаратура, і завдання, і організація практикуму. Цей інтерес повинний сприяти засвоєнню досягнень сучасної науки, а практикум - розширенню навичок експериментування і дослідницького мислення.

7.2 Направляюче значення вступних занять до лабораторного

практикуму

Ефективність лабораторного практикуму залежить від дотримання визначеної культури праці. Маються на увазі усвідомлений підхід до виконання завдання, попередня оцінка точності приладів і їхнє правильне використання, пошук підвищення точності вимірів, раціональне обчислення результату і погрішності виміру. Елементи цієї праці повинні бути обговорені і деякою мірою засвоєні студентами на вступних заняттях.

На них роз'ясняються мети і зміст лабораторного практикуму, технічні засоби і методи виміру, викладається теорія погрішностей, роз'ясняються правила роботи в лабораторіях і техніки безпеки.

Технічні засоби дослідження виступають сполучною ланкою між органами почуттів експериментатора і навколишнім світом. При умілому використанні вони розширюють можливості людини, а при недбалому - вносять перекручування в його дії. Іноді уведення вимірювальних приладів накладає відбиток на досліджуваний об'єкт, і на це потрібно вносити виправлення. Наприклад, уведення термометра в пробірку з рідиною спотворює її температуру; включення електровимірювальних приладів в електричний ланцюг вносить відповідні зміни в ньому і т.д. Облік характеристик приладу, його правильна установка, виняткова спостережливість у дослідженнях, правильне зняття показань із приладу і т.д. - треба передбачити й обміркувати усі свої дії.

Обчислення погрішності результату виміру. При обчисленні погрішності результату лабораторних вимірів необхідно дотримувати науково обґрунтованих методів. Відхід від них для спрощення такої дії взагалі не може бути виправданий.

Помітимо, що відносна погрішність при непрямому вимірі величин складається з відносних погрішностей прямих вимірів величин, що входять у робочу формулу. Якщо ці величини виміряються з різною точністю, то відносна погрішність результату визначається, насамперед, відносною погрішністю найменш точно вимірюваної величини, при цьому надзвичайне підвищення точності виміру інших величин стає зайвим. Часто буває, що внесок однієї чи декількох погрішностей у кінцеву погрішність набагато менше, ніж внесок погрішностей інших величин. У такому випадку малими погрішностями можна зневажити.

В обчисленнях величин опосередкованого виміру експериментальних даних, отриманих при виконанні лабораторних робіт і відповідної погрішності результату, можна користатися сучасними комп'ютерними технологіями.

Графічне відображення результатів експерименту. Графічне відображення результатів виміру дає можливість оцінити характер функціональної залежності шуканої величини у від аргументу х, а при необхідності - знайти функцію від таких значень аргументу х, виміри яких безпосередньо не проводилися.

Для побудови графіків найчастіше використовують прямокутну систему координат. При цьому випливає насамперед раціонально вибрати масштаб так, щоб на листі папера даного розміру укладався весь діапазон функціонально зв'язаних величин і ціна одного розподілу виражалася по можливості цілим числом. На кінцях координатних осей указують величини, що відкладаються, і одиниці їхнього виміру.

Під час практикуму найчастіше обмежуються нанесенням крапок, а потім креслять плавну криву так, щоб вона проходила як найближче до всіх експериментальних крапок і розподіл останніх по обидва боки від її було приблизно однаковим.

Крім системи координат з рівномірним масштабом нерідко користаються напівлогарифмічними і логарифмічними шкалами. Зокрема, такий спосіб дуже зручний для відображення залежності типу в = Іп х, що у таких координатах зображується прямої.

Запитання і вправи до самоконтролю

1. Мета і зміст лабораторного практикуму

2. В чому полягає культура праці на лабораторних заняттях?

3. Як обчислюють погрішності результатів опитів?

4. Як виконується графічне відображення результатів опитів?

Розділ 8 ФОРМИ СТИМУЛЮВАННЯ І КОНТРОЛЮ НАВЧАННЯ

СТУДЕНТІВ

Треба розглянути, які якості дозволяють людині щонайкраще провести своє життя, і вже не закон, а похвала й осудження повинні тут виховувати людей.

Платон