Взаимосвязь эксперимента, теории и практики в обучении физике конденсированного состояния вещества

• Автор: Смирнов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 169 с. : ил.

Глава 1. ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ
1.1. Методы научного и учебного познания. Концепция исследовательского обучения физике
1.2. Эксперимент, теория, практика в методологии научного познания
1.3. Триада эксперимент-теория-практика в личностноориентированном, исследовательском обучении физике
1.4. Физика конденсированного состояния вещества как сфера предметного освоения структуры и содержания методов научных исследований
1.5. Методические подходы к обучению физике конденсированного состояния вещества. Теория и практика обучения
Глава 2. РАЗВИТИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УМЕНИЙ СООТНЕСЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА, ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ В ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА
2.1. Эксперимент и теория в изучении физических свойств конденсированных веществ
2.2. Экспериментальное решение задач в формировании модельных представлений физики конденсированного состояния вещества
2.3. Современные достижения физики конденсированного состояния вещества как предметная основа формирования умений соотнесения эксперимента, теории и практики
2.4. Исследовательский лабораторный практикум по физике конденсированного состояния вещества как средство освоения учащимися умений соотнесения эксперимента, теории и практики

2.5. Проектная деятельность как средство предметного освоения
умений соотнесения эксперимента, теории и практики
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ
МЕТОДИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ К РАЗВИТИЮ У УЧАЩИХСЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УМЕНИЙ СООТНЕСЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА, ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ
3.1. Организация и проведение педагогического эксперимента
3.2. Состояние проблемы в практике физического образования в вузах. Констатирующий этап эксперимента
3.3. Формирующий этап педагогического эксперимента
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЯ
Актуальность темы. Современной концепции физического образования отвечает метод обучения, при котором учебный процесс строится таким образом, что по структуре и содержанию деятельности он моделирует реальное научное исследование. Ключевыми же формами научного познания были и остаются эксперимент и теория. Степень освоения и действенность знаний об их взаимосвязи между собой и практикой в значительной степени определяют уровень сформированности методологической культуры выпускника вуза. Владение умениями сопоставлять эксперимент и теорию, делать на этой основе значимые для науки и практики выводы являются необходимыми условиями достижения важнейшей цели физического образования - формирования у учащихся физического понимания на всех его уровнях: объяснения, описания и прогнозирования явлений.
Овладение исследовательскими умениями соотнесения эксперимента, теории и практики возможно лишь в активной познавательной деятельности, на определенной предметной основе. Несомненно, что они формируются на всем протяжении изучения физики в силу присущих ей, как науке, высокого уровня развития теории, наличия обширных, соотносимых с теорией, эмпирических знаний, практической значимости. Следуя П.Л.Капице, известный сборник статей и выступлений которого назван «Эксперимент. Теория. Практика», физическое образование позволяет освоить индуктивный подход на основе объяснения получаемых на лабораторных занятиях результатов экспериментов, развивает дедуктивное мышление в ходе решения задач и воспитывает диалектическое мышление на примерах преодоления противоречий между теоретическими представлениями и экспериментальными результатами.
Однако действенное сопоставление эксперимента, теории и практики осуществляется в учебном процессе, главным образом, на материале, далеком от современного состояния науки и техники. Функциональные же

Определяющая роль в формировании электронной структуры твердого тела ближнего порядка составляет содержание принципа Иоффе-Регеля. Таким образом, физическая модель (картина) зонного электронного спектра твердого тела обнаруживает ее более широкую область применимости, чем его математическая модель, т.е. собственно зонная теория.
Физика конденсированного состояния вещества предоставляет обширный фактический материал для развития умений математического моделирования и его реализации средствами компьютерного моделирования и вычислительного эксперимента [69].
Содержание базисных моделей в физике конденсированного состояния, отражающих структуру и физические процессы в конденсированных веществах различных типов, отличается определенной консервативностью. Так, модельные представления, сформулированные до 60-х годов XX века, не отпали при последующем развитии науки. По-прежнему структурными единицами твердого тела считаются атомы, ионы и молекулы, что означает малость энергии взаимодействия между ними, по сравнению с энергией, которую необходимо затратить на разрушение самой частицы. Вместе с тем, энергия взаимодействия между структурными частицами не мала по сравнению с энергией их теплового движения, что лежит в основе определения конденсированного состояния вещества и заставляет относить твердые тела к системам с сильно взаимодействующими частицами. Остается неизменной систематика твердых тел по типам связи между частицами, атомной структуре, электронному строению и др., что является важным признаком стабильности базисных модельных представлений.
Устойчивость базисных моделей в физике конденсированного состояния предоставляет преподавателю при проектировании занятий широкий выбор учебного материала: от хрестоматийных примеров до современных проблем.
Модели теории твердого тела отвечают в настоящее время и такому важному критерию отбора научных проблем в исследовательско-