 |
Астраханский государственный университет
|
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ В ПРАКТИКУМ ПО ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ
(методические указания для преподавателей.
ЧАСТЬ ВТОРАЯ)
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:
4) выделение знаний, которые являются опорными для выполнения каждого действия метода;
5) выделение обобщенного содержания метода, т.е. такой системы действий, последовательное выполнение которой в любых конкретных ситуациях позволяет достичь определенной цели;
6) 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
| № зан. | Дата | Вид деятельности, которой должен овладеть студент | Параграф пособия для самостоятельной проработки | № задания, которое должно быть выполнено на занятии |
| 1 | Выделение структурных элементов экспериментальных установок | 1.1, 1.2 | 1.2 | |
| 2 | Выделение свойств элементов экспериментальной установки (ЭУ), значимых для воспроизведения явления | 1.3 | 1.3 | |
| 3 | Корректировка определений физических явлений | 1.4 | 1.4 | |
| 4 |
| 1. Проектирование свойств элементов ЭУ, значимых для воспроизводимого явления; 2. Составление принципиальных схем ЭУ | 1.5,
1.6 | Контр. зад. № 1 на дом |
| 1.5, 1.6А | ||||
| 5 | Составление принципиальных схем ЭУ | 1.6 (продолжение) | 1.6 Б | |
| 6 | Составление принципиальных схем ЭУ для проведения физических исследований | 1.7 | 1.7 Контр. зад. №2 на дом | |
| 7-8 | Самостоятельное изучение экспериментальных установок, используемых в практикуме по общей физике | 1.8 | 1.8 | |
| 9 -16 | Планирование воспроизведения физических явлений и исследований при установлении зависимости между величинами с использованием данной ЭУ (выполнение работ по графику и их защита) | 2.1 (дома) | 2.1 (к занятию) |
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН ЗАНЯТИЙ ВО ВТОРОМ СЕМЕСТРЕ
| № зан. | Дата | Вид деятельности, которым должен овладеть студент | Параграф пособия для самостоятельной проработки | № задания, которое должно быть выполнено на занятии | ||
| 1 | Учет поправок при пользовании измерительными приборами. Выявление случайной погрешности. Планирование действий по нахождению случайной погрешности. | п. 2.2.1 – 2.2.2 | 2.2А – 2.2Г | |||
| 2 | Вычисление абсолютной и относительной инструментальной погрешности, погрешность отсчета и погрешность вычислений. Правильная запись результатов измерений, Полная обработка результатов измерений. | п. 2.2.3 – 2.2.5 п. 2.2.6 -2.2.8 | 2.2Д – 2.2Ж 2.2З – 2.2И | |||
| 3 | Нахождение промахов при измерении физических величин с учетом заданной надежности. Нахождение необходимого числа измерений для достижения заданной точности. | п. 2.2.9 | 2.2.9А – 2.2.9В | |||
| 4 | Выявление вида зависимости между физическими величинами. | п. 2.2.10 | Контрольное задание №3 частично на занятии, частично дома. | |||
| 5 | Оценка точности измерений методом границ погрешностей. Создание условий для минимизации относительной погрешности отдельных измерений. | п. 2.3.1 | 2.3.1А – 2.3.1Б | |||
| 6 | Нахождение значений физических величин по результатам прямых измерений. | П. 2.3.2 | 2.3.2 | |||
| Параграф 2.3.3 изучается дома. Задания 2.3.3А и 2.3.3Б также являются домашними заданиями
| ||||||
| 7 | Изучение известных методов нахождения конкретного значения физических величин. | п. 2.3.4 | 2.3.4 | |||
| Параграф 2.3.5 и контрольное задание №4 выполняются дома самостоятельно. | ||||||
| 8 - 16 | Выполнение лабораторных работ по графику. | |||||
ПЕРВЫЙ СЕМЕСТР (продолжение)
|
|
|
