Stem-експеримент з магнітної левітації
Вантажиться...
Дата
2026-06-30
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Сумський державний педагогічний університет імені А.С. Макаренка, Фізико-математичний факультет
Анотація
Постановка проблеми. Явище магнітної левітації з використанням високотемпературних надпровідників (ВТНП) дозволяє інтегрувати знання з електродинаміки, фізики твердого тіла та кріогенної техніки. Однак його педагогічний потенціал як засобу формування експериментальних компетенцій студентів фізико-математичних спеціальностей залишається недостатньо реалізованим.
Мета статті — розробити та апробувати STEM-орієнтовану лабораторну роботу з фізики на основі явища магнітної левітації з об'ємними ВТНП та емпірично перевірити її вплив на формування компетенцій студентів.
Матеріали та методи . Навчальний експеримент було реалізовано у формі лабораторної роботи з дослідження магнітної левітації між постійним магнітом та високотемпературними транзисторами (ВТНП) за температур рідкого азоту. У дослідженні використовувалися теоретичні та емпіричні методи: аналіз науково-методичної літератури, узагальнення педагогічного досвіду, навчальний фізичний експеримент, спостереження за діяльністю студентів та аналіз результатів експериментальних вимірювань.
Операціялізацію експериментальних компетенцій здійснювали за чотирма показниками: планування, операційно-вимірювальна, аналітична та інтерпретативно-рефлексивна компетентність. Кожен компонент був операціоналізований через систему показників та кількісних оцінок. Дослідження проводилося у форматі квазіекспериментального педагогічного дослідження з дизайном «до/після» без контрольної групи. Педагогічним впливом була STEM-орієнтована лабораторна робота з магнітної левітації. Структура дослідження включала такі етапи: початкова діагностика рівня сформованості експериментальних компетенцій; педагогічний вплив – виконання лабораторної роботи з магнітної левітації; підсумкова діагностика за тими ж показниками.
Результати. Порівняльний аналіз результатів до та після лабораторної роботи показав позитивну динаміку за всіма показниками. Частка студентів з високим та достатнім рівнем планування експерименту зросла з 35% до 68%. Рівень сформованості навичок обробки експериментальних даних збільшився з 29% до 71%. Кількість помилок в інтерпретації результатів зменшилася на 53%.
Висновки. STEM-орієнтована лабораторна робота з магнітною левітацією забезпечує статистично значуще покращення результатів навчання та розвитку всіх компонентів експериментальної діяльності.
Опис
Ключові слова
магнітна левітація, надпровідність, ефект Мейснера, високотемпературний надпровідник, фізичний експеримент, експериментальні компетентності, magnetic levitation, superconductivity, Meissner effect, high-temperature superconductor, physical experiment, experimental competencies
Бібліографічний опис
Лінчевський, І. Stem-експеримент з магнітної левітації / Ігор Лінчевський, Віталій Пеклун // Фізико-математична освіта. - 2026. - Т.41, №3. - С. 14-19.