ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕКЦИОННО-ДЕМОНСТРАЦИОННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ПРИ ИЗУЧЕНИИ КУРСА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ (РАЗДЕЛ «ОПТИКА И АТОМНАЯ ФИЗИКА») ДЛЯ СТУДЕНТОВ НЕФИЗИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ УНИВЕРСИТЕТОВ

В процессе преподавания курса общей физики для нефизических специальностей возникает ряд проблем, в частности таких, как относительно небольшое число часов, отводимое в учебном плане на физику, слабая в целом предварительная подготовка учащихся по этому предмету, а также, в силу специфики выбранных профессий, ориентация на математические и информационные методы в преподавании дисциплин естественнонаучного цикла. В то же время необходимость выполнения государственных образовательных стандартов, успешное усвоение в дальнейшем в соответствии с учебным планом некоторых технических дисциплин, приобретение профессиональных компетенций, связанных с экспериментальной подготовкой будущих инженеров и бакалавров, а также формирование в рамках современной естественнонаучной концепции представления о физике как об экспериментальной науке, диктует необходимость присутствия в качестве обязательного элемента в составе учебно-методических комплексов (УМК) по физике лабораторного физического пpaктикума и лекционного демонстрационного эксперимента. Возможным вариантом решения указанных проблем является сочетание традиционных лекционных демонстраций с виртуальными демонстрациями, реализованными на базе современного лабораторного оборудования.
Для указанных специальностей курс общей физики в Астpaxaнском госуниверситете читается в течение трёх семестров со следующим разбиением по видам занятий в неделю: лекции - 2 часа, пpaктические занятия - 1 час, лабораторные занятия - 1 час. Таким образом, за семестр студенты выполняют 9 лабораторных работ, например, в данном случае, 6 - по оптике и 3 - по атомной физике, в каждую из которых входит от двух до четырёх экспериментов, что является крайне недостаточным для решения сформулированных выше задач. Всего же по данному разделу в состав УМК включено 87 экспериментов, из которых 65 - реальные лабораторные или демонстрационные, а 22 - виртуальные или видео фрагменты. Перевод части лабораторных экспериментов в лекционные осуществляется за счёт использования приставки COBRA 3, позволяющей демонстрировать конечные результаты реального эксперимента на мониторе компьютера или через мультимедийную систему. Визуализация экспериментов проводится на основе разработанных сценариев. Сценарий видео эксперимента подразумевает не только ролевые реплики диалога преподавателя и студента и подробное описание действий в кадре, но и вопросы, задаваемые аудитории после просмотра. Приведем пример сценария видео эксперимента, относящегося к разделу волновой оптики.
Сценарий видео эксперимента «Дифpaкция от нити, от иглы» включает в себя три фрагмента: «Описание экспериментальной установки», «Сборка экспериментальной установки», «Проведение эксперимента».
Фрагмент №1 «Описание экспериментальной установки».
Преподаватель показывает оборудование, установленное на демонстрационном столе.
Преподаватель: Для проведения эксперимента нам потребуется следующее оборудование: лазер на основании, оправа для слайдов и длиннофокусные линзы (вогнутая и выпуклая), нить и проекционный экран.
Конец фрагмента № 1.
Фрагмент № 2 «Сборка экспериментальной установки».
Преподаватель проецирует на экран слайды.
Преподаватель: Соберите установку для проведения эксперимента, как показано на слайде, где изображен общий вид установки с указанием расстояний между отдельными деталями. Экран устанавливается на расстоянии 3, 5 м перпендикулярно оси лазера.
Студент собирает установку.
Конец фрагмента № 2.
Фрагмент № 3 «Проведение эксперимента».
Преподаватель: Сначала нам необходимо без нити получить на экране резкое изображение оправы для слайдов с равномерным освещением по всему ее полю.
Студент получает на экране резкое изображение оправы для слайдов.
Преподаватель: Затем в оправу для слайдов установите нить (в качестве нити мы использовали линию черного цвета, прочерченную на стеклышке) перед собирающей линзой на оптической оси лазера.
Студент устанавливает стеклышко с нитью в оправу для слайдов.
Преподаватель: Теперь медленно изменяйте расстояния. Что Вы видите на экране?
Студент изменяет расстояние и смотрит на экран.
Студент: На экране наблюдаются полосы дифpaкционного спектра.
Преподаватель проецирует на экран слайд.
Преподаватель: На слайде изображен вид дифpaкционного спектра, представляющего собой светлую полосу в средней части и чередующиеся темные и светлые полосы справа и слева от нее.
Студент смотрит на слайд.
Преподаватель: Особое внимание обратите на важный факт наличия в средней части спектра светлой полосы. Объясним это явление.
Преподаватель проецирует слайд на экран.
Преподаватель: Она образуется в результате огибания препятствия и интерференции двух когерентных систем световых волн, пути этих волн r1 и r2 одинаковы и волны приходят в направление О с одинаковой фазой. Наличие темных полос в направлении А и А1 и светлых полос в направлении В и В1 объясняется соответствующей разностью хода световых волн.
Студент: Значит, в первом случае разность хода составляет нечетное, а во втором - четное число полуволн?
Преподаватель: Абсолютно верно.
Конец фрагмента № 3.
Для проверки степени усвоения материала предлагается обратиться к аудитории со следующими вопросами: 1) Что называют дифpaкцией света? Приведите примеры. 2) Как её можно получить? 3) При каких условиях дифpaкция проявляется особенно отчетливо? 4) Объясните наличие светлой полосы в средней части дифpaкционного спектра.
При обучении большое значение имеет наглядность, т.е. сопоставление изучаемому явлению зрительного образа. Придание явлению непосредственно воспринимаемого вида улучшает его изучение, развивая абстpaктное мышление. Развитый диалоговый режим работы с компьютером, машинная графика и мультипликация сделали виртуальный эксперимент легко управляемым и наглядным и потому еще более востребованным в процессе преподавания курса общей физики для специальностей, непосредственно связанных с информационными технологиями. Современное лабораторное оборудование фирмы PHYWE SYSTEMS с дополнением его виртуальными демонстрациями позволяют показать сущность изучаемого явления, строение физических систем, динамику протекания физических процессов, широко привлекая модельные представления. Компьютерный эксперимент расширяет круг опытов проводимых студентами: позволяет изучать процессы при экстремальных значениях физических параметров, рассматривать в виде виртуальных демонстраций мысленные эксперименты, исторические опыты и т.д. Видеодемонстрационный эксперимент не является альтернативой обычного, они логично дополняют друг друга, позволяя тем самым компенсировать дефицит учебного времени и усилить глубину усвоения материала.
Список литературы
- Алыкова О.М., Радкевич Л.А. Роль и значение применения мультимедийных технологий в лекционных демонстрациях по курсу общей физики для студентов нефизических специальностей // Международный журнал экспериментального образования. - 2010. - №11. - С. 105-108.
- Лихтер А.М., Смирнов В.В., Алыкова О.М., Киселёва А.Д. Роль и содержание физического эксперимента в курсе общей физики для специальностей информационно-математического направления университетов (раздел «Оптика и атомная физика») // Физическое образование в вузах. - 2009. - том 15. - № 2. - С. 3-14.
- Смирнов В.В., Алыкова О.М. Соотношение эксперимента и моделирования в современном физическом пpaктикуме // Материалы восьмой международной конференции «Физика в системе современного образования» (ФССО-05). - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2005. - С. 106.
Статья в формате PDF
141 KB...
17 08 2026 12:56:12
Статья в формате PDF
248 KB...
16 08 2026 17:51:12
Статья в формате PDF
120 KB...
15 08 2026 16:56:30
Статья в формате PDF
281 KB...
14 08 2026 17:44:35
Статья в формате PDF
490 KB...
13 08 2026 21:39:42
Статья в формате PDF
111 KB...
12 08 2026 13:55:41
Статья в формате PDF
260 KB...
11 08 2026 13:45:16
Статья в формате PDF
252 KB...
10 08 2026 22:37:13
В данной работе сделана попытка изучить механизм действия некоторых аналгезирующих и местных анестезирующих препаратов на нервно-мышечную передачу холоднокровных животных. Были исследованы aнaльгетики наркотического типа и локальные анестетики. Показано, что все исследованные препараты вызывали уменьшение амплитуды спонтанных биопотенциалов концевой пластинки, что указывает на их постсинаптическое воздействие.
...
09 08 2026 0:56:15
Статья в формате PDF
109 KB...
08 08 2026 11:12:56
Статья в формате PDF
290 KB...
07 08 2026 22:34:45
Статья в формате PDF
544 KB...
06 08 2026 4:19:46
Статья в формате PDF
106 KB...
05 08 2026 5:50:37
Статья в формате PDF
135 KB...
04 08 2026 21:18:36
Статья в формате PDF
118 KB...
03 08 2026 7:28:13
Изучено состояние гемато-саливарного барьера по показателям перекисного окисления липидов, оксида азота, антиоксидантной защиты и макроэлементов у детей с хроническим гастродуоденитом и функциональной диспепсией. Показано, что нарушения в функционировании барьера имеют значение в механизмах повреждения желудка и двенадцатиперстной кишки. Учитывая достоверные изменения метаболического профиля слюны, различные при воспалительных и функциональных заболеваниях гастродуоденальной зоны, предложено использовать его параметры для неинвазивной скрининговой диагностики этой патологии.
...
02 08 2026 7:24:47
Статья в формате PDF
128 KB...
31 07 2026 16:18:18
Статья в формате PDF
263 KB...
30 07 2026 3:15:10
В обзоре изложены современные представления об этиологии и патогенезе гестоза. Рассмотрена роль иммунокомплексной патологии как пускового механизма в развитии гестоза, значение нарушения продукции плацентой цитокинов с иммуносупрессивным действием при осложненном течении беременности.
Проведен анализ данных литературы относительно роли недостаточности вазодилатирующих факторов, в частности, оксида азота в патогенезе гестоза.
Оценена роль активации системы ренин-ангиотензин-альдостерон, интенсификации процессов перекисного окисления липидов как факторов развития гипертензивного синдрома при беременности.
...
29 07 2026 14:16:35
Статья в формате PDF
114 KB...
28 07 2026 21:54:48
В статье даны пpaктические рекомендации для проектирования вибратора грохота, который по технологическим соображениям был переведён в режим работы с повышенной частотой вращения и уменьшенной амплитудой. Разработана динамическая схема грохота и предложен алгоритм решения дифференциального уравнения. Короб грохота рассматривался как одномассная система с элементами переменной жесткости опор короба, что позволило определить требуемую возмущающую силу вибратора и величину статического момента массы дeбaлансов при заданных кинематических параметрах. На основе полученных результатов разработана рациональная конструкция дeбaлансов.
...
27 07 2026 6:20:51
Статья в формате PDF
103 KB...
25 07 2026 1:53:54
Статья в формате PDF
109 KB...
24 07 2026 1:41:29
Статья в формате PDF
102 KB...
23 07 2026 10:18:43
Статья в формате PDF
103 KB...
21 07 2026 6:52:25
Статья в формате PDF
245 KB...
20 07 2026 5:58:16
Статья в формате PDF
125 KB...
19 07 2026 20:33:38
Статья в формате PDF
264 KB...
18 07 2026 15:10:33
17 07 2026 17:25:41
Статья в формате PDF
100 KB...
16 07 2026 1:15:40
Статья в формате PDF
125 KB...
15 07 2026 22:10:46
Статья в формате PDF
154 KB...
14 07 2026 19:26:19
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::