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
100 KB...
23 03 2026 13:20:36
Статья в формате PDF
117 KB...
21 03 2026 8:48:51
Статья в формате PDF
277 KB...
20 03 2026 7:18:54
Статья в формате PDF
365 KB...
19 03 2026 9:50:18
В работе представлены результаты исследования влияния высокоинтенсивных физических факторов электрического поля коронного разряда (ЭПКР), создаваемого установкой «Экран», и некогерентных световых импульсов (НСИ), создаваемых установкой «Стимул» [1, 2], на семена овощных культур, с целью повышения урожайности.
По результатам исследования выявлено, что все использованные в эксперименте режимы высокоинтенсивного физического воздействия на семена овощных культур оказывают стимулирующий биологический эффект при оценке урожайности. Определено, что наиболее эффективными режимами ЭПКР для повышения урожайности овощных культур являются режимы с напряженностью электрического поля 3,5 кВ/см и 5 кВ/см. Выявлено, что наиболее эффективными режимами НСИ для повышения урожайности овощных культур является режим с запасенной суммарной электрической энергией импульсного источника энерго-питания 80 кДж. Показано, что при воздействии на посадочный материал картофеля НСИ с запасенной суммарной электрической энергией 40 кДж наблюдается стимулирование роста, развития, повышение всхожести и сокращение вегетационного периода картофеля. Кроме того, данное физическое воздействие вызывает повышение качества урожая картофеля, т.к. вес и количество крупных и средних клубней в опытной группе значительно больше, чем в контрольной.
...
17 03 2026 1:22:23
Статья в формате PDF
163 KB...
16 03 2026 3:21:22
Статья в формате PDF
115 KB...
15 03 2026 18:54:42
Статья в формате PDF
474 KB...
14 03 2026 1:37:38
Статья в формате PDF
118 KB...
13 03 2026 4:32:32
Статья в формате PDF
117 KB...
11 03 2026 15:50:13
Статья в формате PDF
401 KB...
10 03 2026 14:54:12
Статья в формате PDF
106 KB...
09 03 2026 2:58:25
В статье раскрываются адаптационная деятельность организма, показано, что функциональная система регуляции кровообращения представляет собой многоконтурную, иерархически организованную систему, в которой доминирующая роль отдельных звеньев определяется текущими потребностями организма.
...
08 03 2026 22:34:37
Статья в формате PDF
138 KB...
07 03 2026 11:23:49
Статья в формате PDF
284 KB...
06 03 2026 6:58:16
В работе рассмотрен вопрос исследования биологической жидкости в формате 3D.
...
05 03 2026 9:13:16
04 03 2026 17:59:57
Статья в формате PDF
114 KB...
03 03 2026 14:16:16
Статья в формате PDF
146 KB...
02 03 2026 22:14:20
Статья в формате PDF
110 KB...
01 03 2026 9:22:41
Статья в формате PDF
250 KB...
28 02 2026 15:30:41
Статья в формате PDF
254 KB...
27 02 2026 0:40:27
Статья в формате PDF
241 KB...
25 02 2026 8:11:50
Статья в формате PDF
103 KB...
24 02 2026 13:58:53
Статья в формате PDF
119 KB...
22 02 2026 3:55:56
21 02 2026 15:56:12
С помощью микроспектральных флуоресцентно-гистохимических методов в тучных клетках эндометрия тела и шейки матки крыс дифференцированы гистамин, серотонин и катехоламины. Определено содержание указанных моноаминов в различные фазы пoлoвoго цикла. Тучные клетки шейки матки по сравнению с ее телом хаpaктеризуются более высоким уровнем моноаминов. Содержания катехоламинов и серотонина в точках зондирования хаpaктеризуются высокой степенью линейной корреляции во все стадии пoлoвoго цикла. Установлена высокая степень положительного хроносопряжения динамики изменений содержания гистамина в тучных клетках и эпителиоцитах эндометрия. Предполагается, что тучные клетки выступают в качестве регулятора биоаминового обмена в эндометрии в течение пoлoвoго цикла.
...
20 02 2026 0:48:53
Статья в формате PDF
111 KB...
19 02 2026 13:26:49
Статья в формате PDF
110 KB...
18 02 2026 17:44:57
Статья в формате PDF
132 KB...
17 02 2026 9:28:10
Статья в формате PDF
384 KB...
16 02 2026 18:30:34
Статья в формате PDF
121 KB...
14 02 2026 3:58:55
Статья в формате PDF
104 KB...
13 02 2026 3:33:55
Статья в формате PDF
115 KB...
12 02 2026 16:28:47
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 ::