Техніко-економічні проблеми виробництва лабораторних комплексів засобів навчання з фізики загаль

Реферат на тему: Техніко-економічні проблеми виробництва лабораторних комплексів засобів навчання з фізики загальноосвітньої школи Згідно з Концепцією загальної середньої освіти (12-річна школа) (Постанова Колегії МОН України та Президії АПН України № 12/5-2 від 22.11.2001) та Державного стандарту базової і повної загальної середньої освіти (Постанова Кабінету міністрів України № 24 від 14.01.2004), розроблені нові навчальні програми 12-річної школи, які включають переліки фронтальних лабораторних робіт та робіт фізичного практикуму, рекомендують використання демонстраційного експерименту.

Реферат на тему:

Техніко-економічні проблеми виробництва лабораторних комплексів засобів навчання з фізики загальноосвітньої школи

Згідно з Концепцією загальної середньої освіти (12-річна школа) (Постанова Колегії МОН України та Президії АПН України № 12/5-2 від 22.11.2001) та Державного стандарту базової і повної загальної середньої освіти (Постанова Кабінету міністрів України № 24 від 14.01.2004), розроблені нові навчальні програми 12-річної школи, які включають переліки фронтальних лабораторних робіт та робіт фізичного практикуму, рекомендують використання демонстраційного експерименту.

Відповідно до нової програми з фізики, у процесі опанування предметом учні середньої школи мають самостійно виконати 43 фронтальні лабораторні роботи та 12 робіт фізичного практикуму. Враховуючи, що фізика вивчається в базовій (7-9 класи) та старшій (10-12 класи) школі, загальна кількість кабінетів фізики (в розрахунку 1 кабінет на школу) перевищує 18000. Кожен кабінет фізики розраховано на 15 робочих місць, кожне з яких має бути забезпечено повним комплектом обладнання для проведення всіх передбачених державним стандартом до обов’язкового виконання фронтальних лабораторних робіт. Таким чином, кількість робочих місць перевищує 272 600. Середня ціна одного робочого місця, яке склалось сьогодні на ринку засобів навчання (ЗН) в Україні, становить приблизно 19000 грн., що наближається до аналогічних цін на світовому ринку. Таким чином, загальна сума коштів, які мають бути витрачені на повне забезпечення новими ЗН для фронтальних лабораторних робіт, перевищує 5 млрд. грн. В цих коштах не враховано обладнання для демонстраційного експерименту, меблі, обладнання загального призначення (класна дошка, система живлення тощо). Такі кошти зумовлені тим, що на ринку ЗН домінують приватні підприємства та фірми, які встановлюють комерційно-вигідні для них ціни та, в більшості, займаються перепродажем ЗН зарубіжного виробництва. Внаслідок відсутності державного централізованого виробництва вітчизняних ЗН ціни на них постійно зростають.

Комерційна вигідність існування на ринку ЗН визначається, з одного боку, обмеженим терміном життя кожного засобу в умовах реального навчального процесу, а з іншого боку – великим переліком ЗН, який сьогодні перевищує 4500 назв для всіх навчальних дисциплін середньої школи. На рис. 1 показано розподіл кількості назв ЗН, які необхідні сьогодні для забезпечення навчального процесу загальноосвітньої школи.

Рис. 1. Кількість назв ЗН для кабінетів загальноосвітньої школи

(1-початкова школа, 2-гуманітарні предмети, 3-природничі предмети, 4-трудове навчання)

Розподіл кількості назв ЗН, які необхідні для забезпечення навчального процесу з природничо-математичних дисциплін загальноосвітньої школи показано на рис. 2.

Рис. 2. Кількість назв ЗН для кабінетів природничо-математичних дисціплін загальноосвітньої школи (1-фізика, 2-біологія, 3-хімія, 4-інформатика)

Порівняння вартості ЗН кабінетів-лабораторій загальноосвітньої школи наведено на рис. 3.

Рис. 3. Вартість ЗН для кабінетів природничо-математичних дисціплін загальноосвітньої школи (1 - фізика, 2 - хімія, 3 - біологія , 4 - інформатика)

Наведені дані відповідають тому стану вартості ЗН, яке склалось у країнах СНД, де навчальні плани з відповідних дисциплін методологічно співпадають з навчальними планами загальноосвітньої школи України. На рис. 4 показано перерозподіл коштів ЗН для кабінетів-лабораторій у середніх школах Російської Федерації.

Рис. 4. Вартість ЗН для кабінетів природничо-математичних дисциплін загальноосвітньої школи Росії (1- фізика, 2 - хімія, 3 - біологія , 4 - інформатика)

Враховуючи великі кошти, які держава повинна витрачати на підтримку виконання навчальних планів загальноосвітньої школи, пропонується перелік заходів, що мають мінімізувати витрати, а саме:

І. Індустрія засобів навчання

Метою створення індустрії засобів навчання (індустрії ЗН) є забезпечення спланованого створення нової та оновлення і модернізація існуючої матеріальної складової навчального середовища закладів освіти, впровадження в навчально-виховний процес сучасних ЗН, які відповідають світовому науково-технічному рівню розвитку суспільства, дозволяють використовувати новітні технології навчання, створюють умови для реалізації ефективних стратегій досягнення цілей освіти.

Ця мета може бути досягнута шляхом створення комплексу наукових, проектних, навчально-методичних та освітньо-експериментальних установ, навчальних закладів та виробничих підприємств, діяльність яких спрямована на проведення скоординованих наукових досліджень, проектно-конструкторських та методичних розробок, виготовлення, модернізацію, та експериментальну перевірку нових, оновлених і модернізованих ЗН, їх доставку, впровадження, технічне обслуговування та методичну допомогу щодо їх використання у навчально-виховному процесі.

Держава, через відповідні законодавчо-правові акти, має підтримувати індустрію ЗН, вважати її розвиток одним з пріоритетних напрямів розвитку науки і техніки, організовувати розробку відповідних наукових і науково-технічних програм, формувати державне замовлення на забезпечення навчальних закладів ЗН у порядку, визначеному законодавством України.

Таким чином, індустрію ЗН можна визначити як сукупність інтелектуальних, матеріальних і фінансових ресурсів, структур і людей, правил їхньої правової й управлінської взаємодії, об'єднаних з метою розробки, виробництва і поширення продуктів і послуг для забезпечення системи освіти необхідними ЗН. Користувачами (споживачами) індустрії ЗН є учасники навчально-виховного процесу (фізичні особи), загальноосвітні, професійно-технічні і вищи навчальні заклади, інститути перепідготовки і підвищення кваліфікації (юридичні особи).

Досягнення мети та стратегічних завдань індустрії ЗН повинно здійснюватися комплексно у таких напрямах:

1. Зміцнення i розвиток навчальної матеріально-технічної бази загальноосвітніх навчальних закладів України:

– визначення переліків ЗН, необхідних для викладання і вивчення фізики у школах відповідно до чинних та нових навчальних програм;

– створення перспективних планів розробки, виготовлення та впровадження ЗН згідно до визначених переліків;

– створення системи оцiнки педагогічної ефективності ЗН та вiдповiдностi їх сучасному розвитку науки i технiки,

– визначення критерiїв ефективностi, норм i правил сертифiкацiї та стандартизацiї при створеннi нових i удосконаленні iснуючих ЗН;

– координацiя планiв науково-дослiдних i проектно-конструкторських робiт в Українi по розробцi нових i удосконаленню iснуючих ЗН;

– створення системи пiдготовки кадрiв з напрямку розробки i впровадження у навчально-виховний процес ЗН.

2. Розробка органiзацiйно-педагогiчних передумов ефективного викорис­тання ЗН:

– побудова системи визначення потреби та забезпечення закладiв освiти ЗН;

– розробка оптимальних варiантiв обладнання навчальних кабiнетiв, лабораторiй, примiщень шкiл ЗН;

– визначення рацiональних органiзацiйно-технiчних форм використання ЗН;

3. Розробка педагогiчних методик ефективного використання ЗН:

– визначення змiсту iнформацiйних функцiй, дидактичної ролi i призначення рiзних видiв ЗН;

– встановлення педагогiчних основ комплексного застосування ЗН;

– визначення призначення i мiсця ЗН при використаннi комп'ютерної технiки i нових iнформацiйних технологiй навчання в школi;

– проведення педагогiчних, фiзiологiчних дослiджень з порiвняльної ефективностi рiзних видiв ЗН та методик їх використання;

– розробка системи побудови оптимальних методик застосування ЗН.

4. Створення системи доставки ЗН та необхiдного обладнання до шкiл.

Як показують спроби вiдновлення системи розробки, виробництва i постачання шкiл ЗН, що раніше iснувала в СРСР, це не можливо з двох основних причин:

– централiзована система розробки виробництва i постачання ЗН була регiонально розподiленою, i сьогоднi бiльшiсть її найважливiших компонентiв виявилися за кордоном;

– вона не є ефективною в нових умовах розвитку суспiльства.

Як показують вищенаведені розрахунки, за iснуючими сьогоднi цiнами для забезпечення лише 50% середнiх закладiв освiти України ЗН вiдповiдно до існуючих перелiкiв ЗН необхiднi кошти в обсязi близько 2,5 млрд. гривнiв. Тому для мiнiмiзацiї цих витрат важливе значення має функціонування спецiального механiзму утворення цiн на серiйне виробництво ЗН. Практика показує, що до цiєї системи треба залучити вiдповiднi управлiння та вiддiли Мiнiстерства освiти і науки України, пiдроздiли обласних та районних управлiнь i вiддiлiв освiти, обласнi iнститути удосконалення вчителiв.

5. Створення iнформацiйного банку даних розробки та впровадження ЗН у школи України для можливості здiйснення:

– аналiзу сучасних методик викладання i розробки та впровадження ЗН у школи України;

– визначення потреби шкiльної системи освiти у спецiалiстах та викладачах, якi володiють методикою i технікою використання ЗН нового поколiння;

– аналiзу потреби шкiл України у ЗН та методичних розробках щодо їх ефективного використання;

– контролю функцiонування процесу розробки та серiйного виробництва ЗН;

– аналiзу iнформацiї про перспективи розвитку ЗН в цiлому з використанням мiжнародних показникiв;

– статистичного облiку ЗН, їх найменувань, загальних методичних можливостей та педагогiчного призначення.

6. Створення системи фiнансування програми розробки. Основне її завдання –забезпечити видiлення вiдповiдних коштiв на комплексне i безперервне виконання заходiв та завдань індустрії ЗН.

Загальна сума коштiв, необхiдна для виконання програми, складається з витрат:

– на проведення науково-дослiдних робiт по створенню нових та удосконаленню iснуючих ЗН, а також розробку їх методичного забезпечення для ефективного використання у шкiльному навчальному процесi;

– на серiйне виробництво ЗН та розробку методичного забезпечення до них.

– на проведення сертифiкацiйної оцiнки ЗН, їх розподiл та доставку до шкiл України.

7. Побудова нової системи розробки, виробництва та постачання ЗН, яка б:

– гнучко реагувала на рiзноманiтнiсть дiнамiчної змiни напрямiв розвитку освiти;

– вiдповiдала вимогам кiнцевого користувача;

– створила вiдкритий ринок ЗН на основi конкуренцiї за якiсть, своєчаснiсть поновлення номенклатури ЗН i цiни на них;

– дозволяла державi впливати на процес формування громадянина i спецiалiста, в тому числi i через ЗН.

Побудова такої системи можлива еволюцiйним шляхом з поетапною реалiзацiєю.

Перший етап має бути спрямований на вiдновлення системи розробки та виробництва iснуючих ЗН i насичення ними шкiл, так як рiвень забезпеченості останнiх наблизився до критичної межi.

Другий етап має бути спрямований на розробку основних принципiв i напрямкiв створення ЗН нового поколiння як головного компоненту нових технологiй навчання.

Наступнi етапи мають бути спрямованi на побудову i розвиток системи матерiального постачання шкiл України, яка вiдповiдає умовам соцiального розвитку суспiльства i змiнi напрямку розвитку шкiльної освiти.

В основi реалiзацiї завдань індустрії ЗН повинно лежати формування i динамiчна пiдтримка державних вимог i критерiїв оцiнки дiяльностi i якостi розробки та виробництва ЗН, яка повинна забезпечити:

1. Дотримання державних вимог i визначених критерiїв через державнi програми, державнi i галузевi стандарти на розробку, виробництво i постачання ЗН на основi нормативiв матерiально-технiчного забезпечення, якi необхiдно сформулювати i затвердити.

2. Побудову i пiдтримку правової i нормативної бази ринку розробникiв i виробникiв ЗН, якiй функцiонує на основi конкуренцiї якостi, забезпеченнi досягнення цiлей загальної середньої освiти та зниження цiни.

3. Контроль за дотриманням державних вимог та державної полiтики у шкiльнiй освiтi, який може здiйснюватися через систему акредитацiї навчальних закладiв, систему сертифікації та стандартизацiї продукцiї, а також з боку громадських структур та об'єднань. Особлива увага повинна придiлятися засобам навчання, якi передбаченi для забезпечення предметiв державного компоненту шкiльної освiти.

4. Створення органiзацiйної структури пiдтримки державної полiтики у галузi розробки, виготовлення та впровадження у навчальний процес ЗН нового поколiння. Ця структура повинна спиратися на органи управлiння освiтою та органи громадського самоврядування, що визначаються законом України "Про освiту".

В цей же час органiзацiйно-технологiчна схема проходження ЗН крiзь всi етапи життєвого циклу пов'язана з участю багатьох органiзацiй та служб, що вже iснують, а також тих, створення яких доцiльне.

5. Органiзацiя науково-дослiдних та конструкторськiх робiт в галузi розробки та впровадження ЗН нового поколiння.

Проблема швидкого насичення шкiл необхiдними ЗН сьогоднi може бути вирiшена за рахунок їх унiфiкацiї, типiзацiї, модульностi, широкого впровадження у навчальний процес засобiв нових iнформацiйних технологiй. Сьогоднi здiйснюється спроба широкого залучення вчителiв до процесу створення вiтчизняних зразкiв ЗН. Але, на жаль, лише завдяки ентузiазму та громадському обов'язку. Важливим також є залучення до вирiшення поставлених проблем наукового потенцiалу НАН України та АПН України, вищих навчальних закладiв, iнститутiв та пiдприємств-виробникiв рiзних галузей господарства і форм власності.

Названi заклади i пiдприємства повиннi бути задiянi на всіх етапах процесу вирiшення проблеми якостi ЗН, якi створюються за традицiйно iснуючими зразками i, особливо, в процесi переходу на ЗН нового поколiння.

6. Вирiшення проблем фiнансування поетапної реалізації завдань індустрії ЗН.

У вiдповiдностi з Конституцiєю України та Законом України "Про освiту" основним джерелом фiнансування загальної освiти має бути бюджет. На сучасному етапi виникають проблеми централiзованого фiнансування виробництва ЗН з бюджету, який швидко спустошується. Вихiд з цього становища бачиться у комплексно-цiльовому пiдходi до фінансування найбiльш важливих (першочергових) ЗН.

Одним з шляхiв реалiзацiї такого пiдходу є інтеграція коштiв мiсцевих бюджетiв на виробництво i доставку окремих ЗН до шкiл. Сьогодні в обласних, районних органах управлiння освiти i окремих навчальних закладах існують можливостi для придбання ЗН нового покоління.

Однак свiтовий досвiд показує, що найбiльш ефективними економiчними важелями державного впливу на сферу виробництва ЗН є iнвестицiї, кредитування та оподаткування. Держава може ефективно впливати на процес створення, виготовлення i доставки до шкiл ЗН через систему кредитування, надаючи на пiльгових умовах кредити пiдприємствам i фiрмам, якi беруть участь в реалізації вiдповiдних етапiв життєвого циклу ЗН.

Сьогоднi в Українi особливо важливою є пiдтримка з боку держави пiдприємств, якi традицiйно працювали у сферi виробництва ЗН, та фiрм, якi можуть працювати в цiй сферi. Гнучка податкова система дасть змогу залучити кошти в сферу освiти, створити цивілізований ринок ЗН. Податковi пiльги тим пiдприємствам та фiрмам, якi виробляють ЗН згiдно вимогам Мiнiстерства освiти і науки України, дозволило б збiльшити обсяги випуску першочергових ЗН, якi фiнансуються за рахунок держбюджету.

Iншими джерелами фiнансування програм розробки та виробництва ЗН можуть бути:

– фонди iнвестування програм комерцiйними структурами, банками тощо;

– власнi джерела фiнансування навчальних закладiв;

– пожертвування, iноземнi iнвестицiї, вiдрахування інших мiнiстерств, пiдприємств тощо.

Державне стимулювання може включати в себе не тільки економiчнi, але й iншi важелi: присвоєння почесних звань; присвоєння наукових звань i ступенiв; громадське визнання; соцiальнi пiльги та iн. Особливо важливе стимулювання новацiй вчителiв, залучення їх до процесу розробки та впровадження засобiв навчання.

Реалiзацiя вищеперерахованих завдань потребує:

1. Розробки iнструкцiй про порядок органiзацiї розробки, виробництва, сертифiкацiї та доставки засобiв навчання до шкіл України. Iнструкцiї повиннi регламентувати взаємовiдносини учасникiв (розробникiв, виробникiв, споживачiв, органiв управлiння освiтою) рiзних етапiв життєвого циклу (визначення потреби, формування педагогiчних вимог, розробка, виробництво, постачання та експлуатацiя) ЗН.

2. Сертифiкацiї ЗН, якi виробляються або постачаються зовнi. На сьогоднi розробляється органiзацiйно-технологiчна схема i комплект необхiдної документацiї з сертифiкацiї ЗН, згiдно з якою всi ЗН, що розробляються на пiдприємствах i фiрмах, розглядаються з позицiї педагогiчних вимог i стандартiв.

В основу створення iндустрiї ЗН мають бути покладенi затвердженi Міністерством освіти і науки України "Типовi перелiки засобiв навчання для загальноосвiтнiх шкiл", формування яких передбачене в завданнях Комплексної програми забезпечення загальноосвітніх, професійно-технічних і вищих навчальних закладів сучасними технічними засобами навчання з природничо-математичних і технологічних дисциплін (Постанова Кабінету міністрів України від 13 липня 2004 р. № 905).

Проблеми оптимізації переліків засобів навчання.

Оптимізація переліків ЗН кабінету фізики з точки зору фінансових витрат зводиться до мінімізації складу обладнання за рахунок усунення дублювання. Усунення дублювання обладнання може бути реалізоване за рахунок:

1) використання на різних лабораторних роботах тих самих ЗН, якщо це дозволяє методика проведення роботи;

2) використання в роботах фізичного практикуму, в більшості, того обладнання (ЗН), яке використовується у процесі виконання фронтальних робіт;

3) використання у демонстраційному експерименті, в більшості, того обладнання (ЗН), яке використовується у процесі виконання фронтальних робіт.

Названі заходи мають бути обґрунтовані в процесі спеціально організованих комплексних наукових досліджень в галузі методики викладання фізики у середній школі. Розробка таких ЗН передбачає здійснення низки заходів, а саме: передпроектних досліджень, освоєння виробництва, експлуатації.

У процесі передпроектного дослідження на основі аналізу і прогнозування технічного рівня конкурентних виробів, а також на основі вивчення, аналізу і прогнозування потреб ринку формуються параметри і показники технічного завдання (Т3) на проектування. Отже, прийняті рішення відносяться до номенклатури і рівня тих показників, що має забезпечити конструктор при розробці виробів з метою відповідності потребам ринку і конкурентноздатності. У Т3 має бути включено дуже обмежене коло показників, що визначають в основному функціональне призначення виробу.

На етапі проектно-технологічної розробки рішення приймаються по:

· принциповим, функціональним, структурним і іншим схемам виробу;

· рівню надійності;

· рівню уніфікації;

· рівню технологічності;

· вибору матеріалів;

· технології виготовлення тощо.

На етапі освоєння виробництва прийняті рішення уточнюються і доопрацьовуються відповідно до можливостей виробництва і результатам іспитів досліджуваних зразків; у документацію вносяться конструкторські і технологічні зміни, що дозволяють підвищити рівень технологічності, і уніфікації і, у цілому, якість об'єкта.

На етапі виробництва продовжується уточнення конструкції і технології, спрямоване головним чином на зниження собівартості виробу і зменшення виробничого браку.

У процесі експлуатації розроблювачі удосконалюють вироби, використовуючи зворотний зв'язок (у виді рекламацій споживача або цілеспрямовано налагодженого збору статистичної інформації про поводження об'єкта в тих або інших умовах), і приймаючи відповідні рішення по зміні конструктивних, технологічних і інших характеристик.

На будь-якому етапі життєвого циклу проектні рішення переслідують одну головну мету – створити виріб, який найбільшою мірою задовольняє конкретного споживача за технічними та економічними показниками і забезпечує розробнику і виробнику зниження витрат або збільшення прибутку. Споживач вибирає виріб серед функціональних аналогів-конкурентів з метою одержання максимального ефекту від використання цього виробу. Чим вище якість, чим кращі технічні параметри, тим ефект більший. Однак виробник може забезпечити ці кращі показники, тільки вкладаючи додаткові засоби в проектування і виготовлення більш якісного виробу.

Цей компроміс в умовах ринкової економіки вирішує ціна, що, з одного боку, завдяки підвищенню якості і збільшенню обсягу продажу повинна принести прибуток виробнику; з іншого, за рахунок властивостей, які більш задовольняють споживача, ніж властивості аналогів-конкурентів, принести прибуток споживачеві.

Отже, для ухвалення рішення необхідно виявити параметри і показники, що цікавлять споживача, встановити, як вони впливають один на одного. Часто навіть поліпшення одних технічних показників приводить до погіршення інших, що вимагає компромісних рішень. Усунення таких випадків може бути, певною мірою, забезпечене на етапі техніко-економічного аналізу проектного рішення. Техніко-економічний аналіз (ТЕА) проектних рішень – це дослідження взаємозв'язку технічних, організаційних і економічних параметрів і показників об'єкта, що дозволяє знайти найкраще проектне рішення при обраному критерії. Таке дослідження може бути також названо параметричним ТЕА. Отже основна передумова ТЕА – це можливість знайдення альтернативних рішень, а задача ТЕА – забезпечення найкращого рішення при виборі схеми і матеріалу об'єкта, технології його виготовлення тощо на конкретній стадії життєвого циклу виробу.

Формування моделі, що відповідає поставленій задачі, включає формалізацію критерію у виді цільової функції, виявлення і формалізацію залежностей між показниками у вигляді обмежень і встановленні граничних умов, тобто гранично припустимих значень використовуваних в аналізі параметрів і показників. Відповідно, формується цільова функція корисності або втрат. Якщо в постановці задачі відсутні обмеження і граничні умови та задано тільки цільову функцію, то це задача безумовної оптимізації. Для таких задач поняття «оптимум» і «екстремум» збігаються. Присутність обмежень і граничних умов формує задачу умовної оптимізації. Збільшення числа обмежень не поліпшує, як правило, оптимального рішення і часто, при суперечливості вимог, може привести до неузгодженості, тобто до відсутності рішення задачі, що задовольняє всім поставленим умовам.

В якості критеріїв можуть використовуватися як технічні, так і економічні показники. Відповідно, у першому випадку одним з обмежень є економічний показник, у другому – задане значення технічного показника або параметра. Якщо при формалізації критерію ефективності не вдається представити його у вигляді безперервної функції розглянутої сукупності показників, то задача з оптимізації перетворюється в задачу вибору найкращого варіанта з розглянутих можливих за прийнятим критерієм. Методи і прийоми параметричного ТЕА обумовлені наявністю вихідної інформації з етапів створення виробу і зв'язані з параметрами і показниками, що визначають його технічний рівень і якість. Послідовність і методика проведення параметричного ТЕА не залежать від об'єкта, поставленої задачі і стадії розробки об'єкта [1].

Завданням розробників є створення пристрою заданого функціонального призначення, що задовольняє вимогам визначеного сегмента ринку (вимогам конкретних споживачів) і відповідним заданим умовам експлуатації. Отже вироби повинні мати визначені властивості. Властивість, в нашому випадку, розглядається як об'єктивна особливість виробу, що може виявлятися при його створенні або експлуатації в умовах реального навчального процесу. Існують властивості, що характеризують виріб як об'єкт проектування (наприклад, конструктивна наступність, новизна, складність, патентна чистота тощо), як об'єкт виробництва (матеріалоємність, трудомісткість тощо), як об'єкт експлуатації (продуктивність, потужність, швидкість, безпека тощо).

Сукупність цих властивостей, що обумовлюють придатність до задоволення визначених потреб, формує якість виробу. Тут показник якості є кількісною характеристикою однієї з властивостей виробу. Таким чином, показниками якості можуть бути будь-які показники і параметри виробу, що визначають рівень задоволення визначених потреб, тобто рівень якості.

Порівнювати різні варіанти розроблювальної техніки, які відрізняються безліччю показників, що по різному впливають на технічний рівень, досить складно. Тому прагнуть використовувати узагальнюючий показник у виді головного або середньозваженого. Головний показник відбиває, як правило, основне призначення виробу. Бажано, щоб він був представлений у виді функціональної залежності від інших одиничних показників. Якщо функціональної залежності не існує, можна оцінювати технічний рівень тільки по головному показнику, а інші враховувати у виді обмежень. Усі перераховані задачі вирішуються з використанням експертних методів, таких, як ранжирування, метод безпосередньої оцінки, метод парних порівнянь, метод послідовних переваг тощо [3, 4].У нашому дослідженні ми обмежились тільки методом експертного оцінювання. Методика експертного оцінювання базувалась на показниках призначення ЗН, як їх розуміють експерти в галузі використання ЗН у навчально-виховному процесі загальноосвітніх, професійно-технічних і вищих навчальних закладів. Показники призначення характеризують виріб як об'єкт експлуатації і є визначальними при розробці виробу. Вони виражають основні функції виробу і визначають область його застосування.

Показники стандартизації й уніфікації характеризують співвідношення оригінальних, стандартизованих і запозичених вузлів і деталей, їхню частку в загальній номенклатурі вузлів і деталей. Підвищення рівня стандартизації й уніфікації дозволяє скоротити витрати на розробку конструкції і технології, розширити області застосування масового і серійного виробництва і, отже, знизити собівартість виробу, підвищити його ремонтоздатність і зменшити експлуатаційні витрати.

Економічні показники характеризують систему «людина-виріб» і включають гігієнічні (освітленість, температура, вологість, напруженості магнітного й електричного полів, випромінювання, токсичність, шум, вібрація тощо), антропометричні, фізіологічні і психологічні показники.

Естетичні показники відбивають інформаційну виразність, раціональність форми, цілісність композиції, досконалість виробничого виконання і стабільність товарного виду. Екологічні показники характеризують особливості продукції, що визначають рівень шкідливих впливів на навколишнє природне середовище, які виникають при експлуатації або споживанні продукції (зміст шкідливих домішок у викидах, випромінювання при збереженні і транспортуванні тощо).

Показники безпеки визначають ступінь захисту людини при експлуатації або споживанні продукції, наприклад, ймовірність безпечної роботи людини протягом визначеного часу, опір ізоляції струмопровідних частин, електрична міцність високовольтних мереж тощо. Показники транспортабельності характеризують пристосованість виробу до переміщень у просторі, не зв'язаним з експлуатацією або споживанням, і найчастіше визначаються витратами на переміщення. Ергономічні й екологічні показники, а також показники безпеки повинні відповідати вимогам і нормам України або міжнародних стандартів. Як бачимо, у наведених в роботі рейтингах властивостей ЗН ці показники також відображені.

Передпроектний аналіз, який було проведено в Інституті інформаційних технологій і засобів навчання АПН України в процесі спеціально організованого дослідження з використанням методу експертних оцінок (науковий керівник дослідження Ю.О. Жук), дозволив сформувати рейтинг властивостей ЗН, які мають забезпечити навчальний процес з фізики загальноосвітньої школи:

Рейтинг вимог педагогічних властивостей до ЗН

Засоби навчання мають відповідати:

1.01. Змiсту освiти

1.02. Завданням навчальної програми

1.06. Принципам наочностi i доступностi

1.10. Формуванню стiйкого iнтересу до предмету навчання

1.03. Сучасним методам i технологiям навчання

1.04. Дидактичним i методичним завданням, якi розв`язуються в процесi навчання

1.05. Пiзнавальним i фiзiологiчним можливостям учнiв

1.07. Сучасному науковому, технiчному та технологiчному рiвням

1.08. Рацiональностi використання навчального часу при постановцi i проведеннi експерименту

1.09. Можливостi управлiння навчальною дiяльнiстю учнiв.

Рейтинг узагальнених технічних вимог до ЗН

Засіб навчання повинен мати такі властивості:

2.01. Унiверсальнiсть (можливiсть використання при вивченнi рiзних навчальних предметiв, роздiлiв, тем)

2.09. Забезпечувати безпеку роботи з обладнанням

2.07. Експлуатацiйну надiйнiсть

2.04. Простоту i зручнiсть використання

2.03. Простоту i зручнiсть налагодження

2.02. Оперативнiсть i мобiльнiсть застосування

2.05. Можливiсть використання в комплексi з обладнанням навчального кабiнету

2.10. Вiдповiдати санiтарно-гiгiєнiчним вимогам

2.06. Бути простим за конструкцiєю

2.08. Ремонтоздатність.

Визначення першочерговості розробки, виготовлення та постачання до загальноосвітніх навчальних закладів ЗН з фізики потребує детального аналізу забезпеченості, частотності використання та рейтингу важливості засобів навчання. Такий аналіз проведено Інститутом засобів навчання АПН України [2].

Аналіз вартості кабінету фізики

Виходячи з того, що фінансування оснащення кабінету фізики обладнанням загального призначення (меблі, зашторювання вікон тощо) покладено на місцеві органи влади, розглянемо вартість кабінету фізики з точки зору забезпечення обладнанням, яке необхідне для виконання навчальних планів і відноситься до індустрії ЗН. В цьому випадку вартість кабінету (Ск ) складається з вартості робочих місць (n Срм ), і вартості демонстраційного обладнання (Сдо ):

, (1)

де – кількість робочих місць в кабінеті фізики,

Срм – вартість одного робочого місця, обладнання якого забезпечує проведення всіх фронтальних лабораторних робіт (ФЛР), що передбачені державною компонентою навчальних планів, тобто

де m – кількість ФЛР,

i - номер фронтальної лабораторної роботи.

Для врахування можливості використання певної кількості приладів та обладнання, призначеного для виконання ФЛР, для використання у демонстраційному експерименті (ДЕ), введемо поняття відносної вартості одного робочого місця учня (арм )

.

З (1) маємо відносну вартість кабінету (Вк )

(2)

Залежність вартості кабінету від кількості робочих місць (відносно вартості демонстраційного обладнання) при різних а наведено на рис. 6.


Рис. 6

Верхній графік побудовано для значення параметру а = 0,8.

Відносно вартості одного робочого місця маємо:

Залежність вартості кабінету від кількості робочих місць (відносно вартості одного робочого місця) при різних а наведено на рис. 7.


Рис. 7

Верхній графік побудовано для значення параметру а = 0,2 .

Залежність відносної вартості демонстраційного обладнання від кількості робочих місць кабінету та різни значень а наведено на рис. 8.



Рис. 8

Верхній графік відповідає а = 0,2 .

Залежність відносної вартості робочого місця від кількості робочих місць кабінету та різних значень а наведено на рис. 9.

Рис. 9

Верхній графік для значення параметру а = 0,8.

Аналіз показує, що вартість кабінету суттєво залежить від кількості робочих місць та тієї частки обладнання для ФЛР, які можуть бути використані в процесі ДЕ. З рис. 9 можна побачити, що частка такого обладнання раціональна вже при а = 0,5 . До такого обладнання багатоцільового призначення можна віднести обладнання та прилади, розміри яких надають можливості використовувати їх як в ФЛР, та і в ДЕ, що має бути враховано підчас визначення параметрів і технічних характеристик відповідного обладнання.

Аналогічний аналіз можна провести для тієї частки обладнання для ФЛР, яка може бути використана для проведення фізичного практикуму (ФП), вартість якого позначимо Сфп :

.

Комплектація робочого місця учня для виконання ФП здійснюється за рахунок обладнання для ФЛР з залученням додаткового обладнання з різних комплектів для ФЛР. У цьому випадку значення параметру в може досягати 0,95 .

Проблема оптимізації переліку лабораторних робіт з фізики середньої школи

Оптимізація переліку фронтальних лабораторних робіт і робіт фізичного практикуму може бути здійснена в напрямах:

1. Зменшення кiлькостi фронтальних робiт за рахунок перенесення їх частини до демонстрацiйного використання та у галузь "Технологiї".

2. Зменшення робiт практикуму за рахунок вилучення робiт iнженерного спрямування (наприклад, тих, що стосуються визначення параметрів технічних пристроїв).

3. Запровадження лабораторних робiт у моделюючих середовищах на базі спецiально розроблених педагогічних програмних засобів (ППЗ).

4. Формування фізичного практикуму з робiт, якi є розширенням фронтальних лабораторних робiт у напрямках:

– збiльшення параметрiв, що визначаються / вивчаються;

– визначення похибок вимiрювань (у тому числі з використанням спеціалізованих програмних засобів);

– графiчного презентування результатів експериментів (у тому числі з використанням спеціалізованих програмних засобів);

– графiчного та аналiтичного аналiзу явищ, що вивчаються.

5. Унiфiкацiї змісту та структури «Iнструкцiй для лабораторних робіт», «Інструкцій для робіт фізичного практикуму» для рiзних типів фронтальних робiт та робіт фізичного практикуму.

6. Всi фронтальнi лабораторні роботи та роботи фізичного практикуму мають вивчати фiзичнi явища та процеси.

7. Роботи практикуму мають бути дослiдницькими. Фізичний практикум, сформований як продовження фронтальних робiт, забезпечує наступнiсть, поширення знань, вмiнь та навичок, спрямований на формування дослiдницької компоненти навчальної дiяльностi.

Все це надасть відчутного зменшення перелiку обладнання. Але треба дотримуватися педагогiчної доцiльностi змiни структури та складу перелiку фронтальних робiт та практикуму.

Системоутворюючі фактори, що відображають педагогічну доцільність:

1. Вiдповiднiсть змiсту курсу фiзики.

2. Вiдповiднiсть рiвневостi, фаховій спрямованостi.

3. Доступність для виконання робіт учнями вiдповiдного вiкового рiвня.

4. Використання у наступнiй роботi навичок, що здобутi ранiше (при виконаннi попереднiх робiт).

5. Усунення дублювання (у тому числi i у практикумі).

Результати досліджень надали змогу сформулювати такі висновки:

1. Низька ймовірність можливості проведення лабораторних та практичних робіт з фізики, біології та хімії не забезпечує досягнення освітніх цілей, які закладені у навчальних планах загальноосвітніх навчальних закладів України.

2. Необхідна державна підтримка комплексних наукових досліджень, які мають бути спрямовані, в першу чергу, на оптимізацію переліків засобів навчання, що забезпечать можливість організації у загальноосвітніх навчальних закладах сучасного навчального середовища.

3. Перегляд змісту та структури обов’язкових лабораторних та практичних робіт доцільно, на наш погляд, здійснювати з урахуванням можливостей інформаційних і комунікаційних технологій.

4. Враховуючи великі матеріальні витрати, якими супроводжується розробка, виготовлення та впровадження нових засобів навчання, необхідне створення вітчизняної індустрії розробки, виготовлення та сервісного обслуговування засобів навчання.

5. Реалізація у системі шкільного навчального експерименту сучасних педагогічних, структурно-функціональних і техніко-технологічних можливостей має забезпечити створення і розвиток у загальноосвітніх навчальних закладах сучасного навчального середовища.

Cписок використаних джерел

1. Грабовецький Б.Є. Економічне прогнозування та планування: Навчальний посібник. Київ: Центр навчальної літератури, 2003. – 188 с.

2. Жук Ю.О. Засоби навчання як параметр освітнього простору // Фізика та астрономія в школі. – 2003. – № 1. – С.13–18.

3. Крулехт М.В., Тельнюк И.В. Экспертные оценки в образовании: Учебное пособие для студентов высших педагогических учебных заведений. – М.: Издательский дом «Академия», 2002. – 112 с.

4. Савченко Н.Н. Технико-экономический анализ проектных решений. Учебное издание. – Издательство «Экзамен», 2002. – 128 с.