Ефективною формою організації навчального процесу у вищому навчальному закладі, яка ґрунтується на самостійній роботі студентів, є лабораторне заняття.
Лабораторне заняття – форма навчального заняття, за якої студент під керівництвом викладача проводить природничі або імітаційні експерименти чи досліди з метою підтвердження окремих теоретичних положень певної навчальної дисципліни, набуває практичних навичок роботи з лабораторним устаткуванням, обладнанням, обчислювальною технікою, вимірювальною апаратурою, методикою експериментальних досліджень.
Основними завданнями лабораторних занять є: поглиблення та уточнення знань, здобутих на лекціях і в процесі самостійної роботи; формування інтелектуальних умінь і навичок планування, аналізу та узагальнення; опанування техніки; нагромадження первинного досвіду організації виробництва та оволодіння технікою управління ним тощо.
Лабораторні заняття не лише закріплюють теоретичні знання, а й дають змогу студентові глибоко вивчати механізм застосування цих знань, оволодівати важливим для фахівця умінням інтелектуального проникнення у ті природно-технічні або виробничі процеси, які досліджують на лабораторному занятті. Під впливом цієї форми занять у студентів часто виникають нові ідеї наукового і технічного характеру, які використовуються у курсових, кваліфікаційних, дипломних роботах. Лабораторні заняття значною мірою забезпечують відпрацювання вмінь і навичок прийняття практичних рішень у реальних умовах виробництва.
Перелік тем лабораторних занять визначається робочою програмою навчальної дисципліни. Кількість студентів на таких заняттях не перевищує половини академічної групи. На лабораторні заняття відведено третину навчального часу.
Приступаючи до роботи в лабораторії, студенту слід знати, що будь-яке недотримання розкладу занять і дисципліни буде вважатись порушенням його службових обов'язків. Викладач, який вперше зустрічається із студентами на вступному занятті, повинен ознайомити їх із загальними правилами роботи в лабораторії, які вони зобов'язані неухильно виконувати.
Розроблено такі вимоги до студентів, дотримання яких має важливе значення для виховання у них відповідального ставлення до своїх обов'язків:
1) лабораторні заняття проходять у передбачений розкладом час. Студенти, які не з'явилися на лабораторну роботу або не допущені до неї через погану підготовку, виконують роботу за додатковим розкладом за рахунок особистого часу;
2) порядок виконання лабораторних робіт визначено графіком, який вивішують на дошці оголошень в лабораторії;
3) студент, який запізнився на заняття, до роботи не допускається;
4) в лабораторії необхідно дотримуватися тиші. Розмовляти з приводу виконання роботи слід тільки впівголосу;
5) студенти повинні дбайливо ставитися до матеріальних цінностей лабораторії. У разі несправності лабораторних установок, вимірювальної апаратури і псування інструкцій до лабораторних робіт з вини студентів вони несуть матеріальну відповідальність;
6) заборонено ходити по лабораторії під час занять. Виходити з лабораторії можна лише з дозволу викладача;
7) робоче місце студента в лабораторії повинно бути в чистоті і порядку.
Під час виконання лабораторних робіт відбувається формування відповідних умінь і навичок роботи з вимірювальною апаратурою, розрахунки окремих вузлів і процесів, формування окремих технологічних умінь і навичок, необхідних фахівцю у сфері виробництва.
Успіх проведення конкретного лабораторного заняття залежить від його підготовки, яка охоплює: глибоке вивчення студентами теоретичного матеріалу; підготовку необхідної навчально-матеріальної бази і документації (інструкцій, методичних розробок тощо); підготовку викладача, обслуговуючого персоналу і студентів.
Підготовку до лабораторного заняття здійснюють у кілька етапів: попередня підготовка, початок роботи, її виконання, складання звіту і оцінювання роботи викладачем.
Попередню підготовку до роботи в лабораторії здійснюють у відведений для самостійної роботи час. Готуючись до неї, студент передусім повинен усвідомити її мету, засвоїти теоретичний матеріал, домогтися чіткого уявлення про фізичні та інші процеси, на яких Грунтується робота приладів чи установок.
У відведений для самопідготовки час студент ознайомлюється в лабораторії з обладнанням, правилами техніки безпеки; особливо це стосується робіт з використанням електричних приладів, хімічних вибухових речовин тощо. У лабораторіях має бути встановлено чергування лаборантів і викладачів, які могли б дати вичерпну консультацію студентам при підготовці до лабораторної роботи.
Успіх лабораторного заняття у вищій школі залежить не тільки від матеріального його забезпечення, а й від організування та методики його проведення.
До цього часу у вищих навчальних закладах не існує єдиної методики організування і проведення лабораторних і практичних робіт, кожен ВНЗ рекомендує свої варіанти інструкцій, які суттєво різняться. Однак основні положення організації і методики проведення лабораторних робіт в інструкціях збігаються, оскільки охоплюють більш-менш докладні теоретичні відомості, певну кількість завдань, рекомендації щодо послідовності і засобів виконання роботи. Інструкція, як правило, містить:
– номер роботи та її назву;
– мету роботи;
– стислі теоретичні відомості;
– опис установки і методику експерименту;
– робоче завдання (план виконання роботи, математичне оброблення одержаних даних);
– контрольні запитання;
– список рекомендованої літератури.
Мета роботи формулюється лаконічно, коротко, але достатньо повно відображає основний її смисл. Передбачається, що мети роботи буде досягнуто тоді, коли студент вивчить теорію, методику експерименту, будову і призначення приладів, навчиться спостерігати явища, здійснювати вимірювання і правильне оброблення їх результатів, зробить необхідні висновки.
Короткий теоретичний вступ повинен містити відомості, необхідні для виконання роботи. При цьому можна посилатись і на курс лекцій. Вивчивши теоретичний вступ, студент має одержати достатній обсяг інформації для виконання лабораторної роботи, навіть якщо в лекційному курсі ці питання не висвітлено. У вступі студенти ознайомлюються з робочою формулою роботи, яка встановлює зв'язок шуканої величини з вимірюваними.
При описуванні установки і методики експерименту необхідно обґрунтувати застосування певного лабораторного обладнання, коротко окреслити схему лабораторного експерименту і вказати відомості про прилади, необхідні для виконання роботи. Якщо пропонована методика експерименту не єдина, слід зазначити можливі її варіанти, звернувши увагу на переваги і недоліки кожного з них. У робочому завданні подається послідовність виконання роботи, вказується, які таблиці необхідно заповнити і які графіки побудувати. Завершальний етап робочого завдання – інтерпретація отриманого результату. Запитання інструкції студент використовує для самоконтролю і підготовки до заліку.
У більшості інструкцій до лабораторних робіт, які складають і використовують кафедри ВНЗ, уміщено забагато інформації, подано вичерпні вказівки щодо їх виконання, докладну послідовність операцій та ін. Це спрощує завдання студентам. Зайві табличні дані, вміщені в інструкціях, готові параметри приладів тощо не сприяють підвищенню активізації роботи студентів у лабораторії, творчому пошуку рішень розв'язуваних завдань, знижують навчальну цінність лабораторних робіт.
У багатьох ВНЗ країни на допомогу студентам розробляють методичні посібники (поради, інструкції) до кожної лабораторної роботи. У цих посібниках, складених на основі програм відповідних курсів, передбачено самостійні спостереження і проведення відповідного експерименту студентами. У них подано рекомендації щодо організації і методики проведення занять, вказано шляхи виконання поставлених завдань лабораторної роботи.
Після експериментальної частини роботи студенти повинні відповісти на контрольні запитання, які викладач використовує для оцінювання знань та експериментальних умінь і навичок студента при заліку його роботи.
Отже, проведення заняття передбачає такі етапи: попередній контроль підготовленості студентів до виконання конкретної лабораторної роботи; виконання конкретних завдань відповідно до запропонованої тематики: оформлення індивідуального звіту; оцінювання викладачем результатів роботи студентів.
У практиці вищих навчальних закладів сформувалося кілька методів проведення лабораторних робіт: фронтальний метод, проведення робіт циклами і метод практикуму. Вибір методу залежить від навчально-матеріальної бази і завдань курсу в усій системі підготовки фахівців певного профілю.
Під час фронтальної лабораторної роботи усі студенти разом або кожен зокрема чи по кілька виконують одночасно одну й ту саму роботу. Відбувається це в процесі вивчення певної теми. Практикуми проводять після вивчення великих розділів курсу наприкінці семестру. Вони мають переважно повторювальний і узагальнювальний характер і розраховані на більшу самостійність студентів, ніж фронтальні лабораторні роботи.
Лабораторні роботи студенти можуть виконувати індивідуально або колективно. Найчастіше вдаються до бригадної форми, за якої студенти допомагають один одному, їм легше й зручніше вести спостереження і знімати покази приладів у складних роботах. Однак у такому разі участь студентів у виконанні поставлених завдань нерівнозначна, що є істотним недоліком.
З метою якісного виконання лабораторної роботи викладачі перевіряють готовність студентів. Це відбувається у формі бесіди з кожним студентом, у процесі якої виявляють знання теоретичного матеріалу з теми роботи, її обладнання і перебігу виконання, або у формі машинного чи без- машинного стандартизованого контролю з цих самих питань. У такий спосіб виявляють рівень теоретичної підготовки студентів, практичні навички, вміння застосовувати знання для розв'язування практичних завдань.
Завершується лабораторна робота оформленням індивідуального звіту та його захистом перед викладачем. Підсумкові оцінки виставляють в журналі обліку виконання лабораторних робіт і враховують при виставленні семестрової підсумкової оцінки з навчальної дисципліни.