Комментарии к проведению занятий
Стр 1 из 3Следующая ⇒ АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВВЕДЕНИЕ В ПРАКТИКУМ ПО ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ
(методические указания для преподавателей)
АСТРАХАНЬ – 2004 Авторы: Анофрикова С.В., Стефанова Г.П., Смирнов В.В.
Рецензенты:
ВВЕДЕНИЕ Уважаемые коллеги! Введение в практикум – цикл занятий, целью которых является подготовка студентов, владеющих обобщенными методами проведения физических исследований, что, в частности, предполагает выработку навыков по созданию экспериментальной установки для воспроизведения исследуемого физического явления, решению на её базе различных познавательных задач и оценки погрешности проведенных исследований. Овладеть тем или иным методом студент может только одним способом – многократно (не менее 8 – 10 раз) и самостоятельно применяя этот метод в различных конкретных ситуациях. Поэтому почти в каждом параграфе указаны задания, побуждающие к многократному применению того или иного метода в конкретных ситуациях. В данном пособии для преподавателей приводятся возможные варианты их решения. Слово «возможные» предполагает некоторую вариативность ответов, однако при сохранении их сути. Роль преподавателя заключается в том, чтобы создать студентам условия для самостоятельной деятельности, адекватной той, которой они должны овладеть. К этим условиям относятся: 1) выделение знаний, которые являются опорными для выполнения каждого действия метода; 2) выделение обобщенного содержания метода, т.е. такой системы действий, последовательное выполнение которой в любых конкретных ситуациях позволяет достичь определенной цели; 3) подбор конкретных ситуаций, в которых студент может пользоваться этим методом.
Данное пособие построено таким образом, что названные условия реализуются в максимально степени: в названии параграфа указывается вид деятельности, которым студенты должны овладеть; в тексте параграфа описана информация, на которую нужно опираться при выполнении деятельности данного вида; курсивом выделено обобщенное содержание этой деятельности и на конкретных примерах показано, как, опираясь на это содержание можно выполнить деятельность в различных ситуациях. Далее формулируются задания, побуждающие студентов к самостоятельному выполнению этой деятельности. Задания студенты выполняют в специальной рабочей тетради («Введение в практикум по общей физике. Рабочая тетрадь для студентов.»), которую каждый студент приобретает самостоятельно. Вследствие такого содержания параграфов предлагается и новая методика проведения занятий. Преподаватель в начале занятия должен лишь сформулировать цель и предложить студентам самостоятельно проработать параграф, включая и выполнение задания. Роль преподавателя заключается в направлении работы студентов, их консультировании в случае возникновения такой необходимости. Каждое занятие должно быть обеспечено учебной и справочной литературой по физике в достаточном для работы студентов количестве. Приведенный ниже календарный план составлен исходя из предположения, что один вид деятельности студенты могут освоить за одно занятие. (Эта уверенность основана на многочисленных «прогонах» изучаемого пособия, как на студентах разных курсов, так и на преподавателях с различным стажем работы в ВУЗах.) Если это произойдет, преподаватель может выставить зачет. Если студент не успеет выполнить задание до конца, он зачета не получает и заканчивает выполнение задания дома. Это является обязательным условием допуска его к следующему занятию, так как овладение каждым действием (деятельностью) является непременным условием овладения следующим действием. Еще раз отметим, что разбиение практикума по занятиям и семестрам до некоторой степени условное. Поэтому указания разделены примерно на две равные части, исходя из занимаемых страниц, а не прокомментированных занятий.
Принципиально важно обратить внимание на то, что предлагаемые занятия в практикуме ориентированы на формирование у студентов деятельности, а не знаний. Умения, приобретенные в ходе этой деятельности, помогут студентам осмысленно проводить физические исследования по различным разделам курса общей физики. Поскольку реализация практикума начинается в первом семестре, и, как видно из календарного плана, требует дополнительного времени, количество лабораторных работ, предлагаемое обычно при изучении раздела «Механика», скорее всего не будет выполнено. Рекомендуем изменение числа лабораторных работ, выполняемых в первом семестре, утвердить решением Ученого совета факультета (института). Подробные комментарии к проведению занятий приведены ниже. Для того чтобы Вы чувствовали себя во время занятий уверенно, изучите данное пособие и самостоятельно выполните задания, которые будут выполнять студенты. Как уже отмечалось выше, возможные результаты выполнения этих заданий приведены в комментариях к каждому занятию. Анализ календарного плана показывает, что большинство занятий введения в практикум проводятся без использования оборудования, т.е. теоретически. Пусть Вас это не смущает. На этих занятиях формируются виды деятельности, осуществляемые физиком-экспериментатором при подготовке исследования и при обработке его результатов. Эти виды деятельности сам физик-экспериментатор выполняет в уме, без использования приборов. В связи с тем, что деятельность по созданию экспериментальной установки и проведения физического исследования раскладывается на отдельные действия, появляется возможность четкого контроля у студентов умений выполнять как эти отдельные шаги, так и деятельность в целом. Первый цикл занятий (занятия 1 - 6) содержит два контрольных задания, которые студенты должны выполнить дома. Если выполняемые на занятиях задания были общими для всех, то эти задания являются контрольными и должны свидетельствовать об успехах каждого в приобретении соответствующих умений.
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН ЗАНЯТИЙ В ПЕРВОМ СЕМЕСТРЕ
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН ЗАНЯТИЙ ВО ВТОРОМ СЕМЕСТРЕ
Комментарии к проведению занятий Первое занятие является вводным. Цель его состоит в том, чтобы студенты убедились в существовании структурных элементов экспериментальной установки (ЭУ), предназначенной для воспроизведения любого физического явления. Для приобретения этого убеждения они должны многократно выделять структурные элементы описания различных ЭУ, которые приведены в задании 1.2. Очень важно выполнять это задание по действиям 1 – 11, придерживаясь той последовательности, в которой они расположены. Так как эта деятельность является новой для студентов, то рекомендуется выполнять задания сначала индивидуально, а затем обсуждать и корректировать результаты выполнения действий в небольших группах. Преподаватель на этом занятии работает как консультант-помощник и его главная задача состоит в том, чтобы убедить студентов в необходимости самостоятельного анализа ЭУ, ибо умение «видеть» элементы экспериментальной установки лежат в основе всех последующих действий. Все действия 1 – 11 по сути своей являются распознаванием. Распознавание всегда осуществляется в следующей логической последовательности: 1. Выделение термина, обозначающего объект, который нужно распознать. 2. Составление определения этого термина. 3. Выделение признаков объекта, заложенных в определении. 4. Установление конкретного объекта в описании экспериментальной установки, который обладает этими признаками. 5. Формулировка ответа. Это содержание действия распознавания не приведено в тексте параграфа 1.2 сознательно, чтобы не перегружать студентов новой информацией. Если преподаватель заметит, что студенты затрудняются в анализе описаний экспериментальных установок, он может предложить студентам в качестве ориентира приведенное содержание действия распознавания.
& Приведем результаты анализа установок, описанных в задании 1.2
Ответы студентов могут отличаться от приведенных по формулировке, но не по сути. На занятии студенты успеют проанализировать 2 – 3 установки. Наибольшие трудности вызывает анализ экспериментальной установки №7, поэтому целесообразно вначале следующего занятия обсудить результаты анализа не менее 2-х установок, одна из которых будет №7. В конце следующего (второго) занятия студенты сдают свои рабочие тетради преподавателю на проверку и, в случае успешного выполнения задания 1.2, преподаватель ставит зачет за это занятие. Со второго занятия начинается овладение студентами деятельностью по выявлению структурных элементов экспериментальной установки, предназначенной для воспроизведения исследуемого физического явления. Для успешного выполнения этой деятельности необходимо прежде всего научить студентов заранее устанавливать свойства, которыми обязательно должны обладать реальные объекты, используемые в экспериментальных установках в качестве объекта исследования, воздействующего объекта, управляющих элементов и индикатора. Основаниями для выделения этих свойств являются обобщенные знания о взаимодействующих объектах, взаимодействии и условиях их взаимодействия, зафиксированные в определении физического явления, которое будет воспроизведено создаваемой ЭУ. На этом занятии студентам предлагается самостоятельно изучить содержание деятельности по анализу определений физических явлений по пособию (параграф 1.3, с.20), разобраться с примерами выделения в различных определениях физических явлений обобщенных знаний о структурных элементах физического явления и выполнить задание 1.3. Выполнение этого задания должно осуществляться точно в соответствии с содержанием действия «Выделение обобщенных знаний об объектах, виде их взаимодействия и условиях этого взаимодействия». При этом следует рекомендовать студенту заполнить таблицу №2 карандашом и только после обсуждения в студенческой группе или с преподавателем заполнить окончательные результаты выполнения этой деятельности. Если на занятии студенты не успевают проанализировать все физические явления, то анализ остальных они выполняют в качестве домашнего задания. За правильное выполнение задания 1.3, студенты должны получить зачет.
& Приведем возможный вариант выполнения задания 1.3.
Третье занятие является продолжением освоения студентами деятельности по выявлению полной информации о тех свойствах, которыми должны обладать элементы ЭУ для воспроизведения конкретного физического явления. Каждый студент на этом занятии должен научиться осуществлять корректировку определений физических явлений, приведенных в задании 1.3 предыдущего занятия. Так как суть корректировки состоит в дополнении определений научными фактами об отсутствующих структурных элементах физических явлений и их свойств или в переводе указанных в определениях микрообъектов в макрообъекты, то у студентов появляется потребность в поиске этих сведений из научной, учебной, энциклопедической литературы по физике. Поэтому в лаборатории необходимо иметь такие пособия. Для поучения зачета по корректировке определений физических явлений студенты должны выполнить контрольное задание №1, которое они могут начать выполнять на этом занятии и завершить его дома.
& Возможный вариант выполнения задания 1.4 представлен в следующей таблице.
На четвертом занятии завершается овладение студентами деятельностью по выявлению структурных элементов экспериментальной установки для воспроизведения исследуемого физического явления. На шести примерах студенты знакомятся с конкретизацией деятельности по проектированию свойств элементов ЭУ, значимых для воспроизведения предлагаемых явлений. При разборе примеров необходимо иметь перед глазами результаты анализа определений этих явлений, описанных в содержании второго занятия (см. пособие с.20 – 21, параграфа 1.3), так как между структурными элементам определения физического явления и элементами экспериментальной установки существуют однозначное соответствие. Организация деятельности студентов по выполнению задания 1.5 предполагает работу с теми определениями физических явлений, которые они выписали из «Физического энциклопедического словаря», выделили структурные элементы этих определений, проверили, соответствуют ли они понятию «физическое явление» и скорректировали их в случае такой необходимости. Для успешного выполнения задания 1.5 каждый студент должен иметь в своей рабочей тетради выполненное контрольное задание №1 (см. предыдущее занятие). В противном случае студенты не смогут овладеть запланированным умением. За выполненное задание студенты получают зачет. На этом же занятии студенты могут начать осваивать разработку принципиальных схем ЭУ: познакомиться с содержанием термина «принципиальная схема экспериментальной установки» и научиться отличать принципиальные схемы ЭУ от эскизов, чертежей, моделей ситуаций, выполняя задание 1.6.
& При выполнении задания 1.5 предполагается заполнение таблицы 5, приведенной в рабочей тетради для студентов. Мы же приводим результаты выполнения этого задания в текстовом варианте. 1. Свободное падение – падение тела под действием притяжения планеты в отсутствии сопротивления среды. ОИ – любое тело; ВО – любая планета (Земля); УЭа – элементы, с помощью которых обеспечивается только притяжение планеты; УЭб – элементы, с помощью которых обеспечивают положение тела на заданной высоте относительно поверхности планеты (заданного уровня); УЭв – отсутствуют; УЭг - элементы, обеспечивающие минимальное сопротивление среды Ин – индикатор падения тела;
2. Электрический ток – явление упорядоченного движения заряженных объектов под действием постоянного электрического поля. ОИ – заряженные объекты; ВО – постоянное электрическое поле; УЭа – элементы, с помощью которых заряженные объекты помещаются в электрическое поле; УЭб – элементы, с помощью которых создаются заряженные объекты; УЭв – отсутствуют; УЭг - элементы, создающие и поддерживающие постоянное электрическое поле; Ин – индикатор упорядоченного движения заряженных объектов;
3. Плавление – явление перехода вещества из твердого состояния в жидкое при температуре плавления, соответствующей данному внешнему давлению под действием постоянного нагрева. ОИ – любое твердое тело; ВО – нагреватель; УЭа – элементы, обеспечивающие контакт ОИ и ВО; УЭб – отсутствуют; УЭг - элементы, обеспечивающие температуру нагревателя большую температуру плавления; Ин – индикатор, фиксирующий температуру плавления и индикатор перехода твердого тела в жидкость.
4. Вращательное движение тела – движение твердого тела, при котором две его точки остаются неподвижными, осуществляемое двумя воздействиями в одной плоскости в противоположных направлениях. ОИ – любое твердое тело; ВО – объекты, воздействующие на твердое тело в одной плоскости в противоположных направлениях; УЭа – элементы, обеспечивающие контакт ОИ и ВО; УЭб – отсутствуют; УЭв – элементы, обеспечивающие действие воздействующих объектов в одной плоскости в противоположных направлениях; УЭг – отсутствуют; Ин – индикатор вращательного движения твердого тела.
5. Испарение – это переход жидкости в пар, происходящий со свободной поверхности жидкости при любой температуре. При этом температура жидкости понижается. ОИ – жидкость со свободной поверхностью; ВО – отсутствует; УЭа – отсутствуют; УЭб – элементы, обеспечивающие наличие свободной поверхности у жидкости; УЭв – отсутствуют; УЭг – отсутствуют; Ин – индикатор температуры жидкости и пара над свободной поверхностью жидкости.
6. Биения – явление, заключающееся в периодическом изменении амплитуды колебаний при взаимодействии двух связанных однородных колебательных систем с близкими частотами. ОИ – одна колебательная система с собственной частотой ω1; ВО – другая колебательная система с собственной частотой ω2 ≈ ω1 УЭа – элементы связи межу системами; УЭб – элементы, приводящие первую колебательную систему в колебание УЭв – элементы, приводящие вторую колебательную систему в колебания; УЭг – отсутствуют; Ин – индикатор периодического изменения амплитуды колебания.
7. Кавитация – явление образования в жидкости полостей, заполненных газом, паром или их смесью, возникающее вследствие больших местных скоростей в потоке движущейся жидкости или вследствие прохождения звуковой волны большой интенсивности. ОИ – жидкость; ВО – устройство, обеспечивающее возникновение больших местных скоростей или возникновение звуковой волны большой интенсивности; УЭа – элементы, обеспечивающие контакты ОИ и ВО; УЭб – сосуд; УЭв - элементы, обеспечивающие наличие значительных местных скоростей тел в потоке жидкости или звуковой волны большой интенсивности; УЭг – отсутствуют; Ин – индикатор образования полостей с газом, паром или их смесью.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|