Модельный компьютерный эксперимент в лабораторном практикуме по волновой оптике в вузе

• Автор: Ермаков, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 235 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I Состояние проблемы обучения студентов волновой оптике в условиях информатизации образования

1.1. Анализ современного состояния лабораторных практикумов по волновой оптике

1.2. Компьютерное моделирование как метод познания.

1.3. Теоретические основы использования новых информационных технологий в профессиональном образовании
Выводы.
ГЛАВА II Методика обучения студентов волновой оптике с использованием разработанной компьютерной программы поддержки лабораторного практикума.
2.1. Теоретические основы создания компьютерной программы поддержки лабораторного практикума по волновой оптике и е содержание

2.2. Экспериментальная проверка закона Малюса

2.3. Исследование двухлучевой интерференции

2.4. Исследование многолучевой интерференции.
2.5. Исследование свойств фазовых двоякопреломляющих пластинок
2.6. Исследование дифракции Фраунгофера на щели.
2.7. Исследование суперпозиции электромагнитных волн с произвольной ориентацией их линий поляризации
2.8. Исследование суперпозиции электромагнитных волн с взаимно перпендикулярными линиями поляризации на примере опыта Араго и Френеля.
2.9. Исследование суперпозиции электромагнитных волн с круговыми, линейными или эллиптическими поляризациями
2 Исследование суперпозиции электромагнитных волн с линейной и эллиптической поляризациями.
2 Организация и проведение лабораторного практикума по волной оптике с использованием разработанной компьютерной программы
поддержки
ГЛАВА III Описание педагогического эксперимента и его результаты
Выводы
Заключение
Список литературы


Созданием лабораторных практикумов по оптике занимались Б. Т.Агапов, Б. Ф.Алексеев, A. C.Ахматов, М. С.Басилашвили, К. А.Барсуков, Е. М.Гешензон, Л. Л.Гольдин, Н. Н.Евграфова, В. И.Иверонова, В. Л.Каган, А. Н.Н. Малов, Н. Я.Молотков, В. Ф.Ноздрёв, В. С.Рязанов, Ю. И.Уханов и др. Проанализируем некоторые из вышеперечисленных практикумов. Практикум под редакцией В. Ф. Ноздрева, предназначенный для педагогических институтов, помогает студентам глубже уяснить основные физические законы и явления, отчетливое понимание которых особенно важно будущим преподавателям физики. Раздел "Оптика" в этом практикуме написан Кошкиным Н. И. При выполнении лабораторных работ студенты имеют возможность приобрести элементарные навыки экспериментирования и практически освоить наиболее важные методы измерения. Сочетание этих требований определило подбор лабораторных работ, включенных в практикум. В практикум включены некоторые работы, которые будущий преподаватель, пользуясь элементарным оборудованием, сможет поставить, например, в школьных условиях. Автор указывает, что основная трудность при проведении физического практикума состоит в невозможности обеспечить в учебных лабораториях выполнение студентами работ фронтальным методом. Поэтому неизбежно возникает некоторый разрыв между сроками выполнения студентами отдельных лабораторных работ и вслушиванием ими соответствующих разделов лекционного курса. Это требует большой самодеятельной работы студентов по подготовке к каждой лабораторной работе. Чтобы помочь в этом студентам, каждой лабораторной работе предшествует неббольшое теоретическое введение. Введение является лишь своеобразной канвой, позволяющей студенту лучше ориентироваться в учебной литературе. Объем сведений, излагаемых во введении, не освобождает студентов от необходимости проработки соответствующих разделов учебной литературы, рекомендуемых к данной работе. Чтобы обеспечить самоконтроль студентов на самостоятельной подготовке к лабораторной работе, в описания включены контрольные вопросы. Некоторые из них предназначены также и для лучшего усвоения ими сущности применяемого метода измерений и более глубокого осмысления полученных в ходе работы результатов. При составлении контрольных вопросов учитывалась также и педагогическая направленность физического образования студентов. Включая в практикум детальное описание приборов и установок, авторы вместе с тем стремились к тому, чтобы выработать у студентов отношение к лабораторной работе как к самостоятельному, хотя и небольшому, экспериментальному исследованию. Поэтому описания работ составлены так, чтобы не регламентировать каждый шаг студента, и указания к выполнению работ постепенно делаются все менее и менее детальными. В ряде случаев предусматривается самостоятельная разработка студентами плана проведения лабораторной работы, после знакомства с приборами и установкой. В данном практикуме рассматривается следующий круг вопросов. Стефана-Больцмана. Всего в руководстве к практикуму имеется лабораторных работ, которые можно поставить для световых волн. Для выполнения работ требуется достаточно сложное оборудование: винтовой окулярный микроскоп, призмы Николя, изготовленные из кристаллов исландского шпата, поляриметр (сахариметр), рефрактометр, фотометр и другие. Следует отметить, что в настоящее время во многих высших учебных заведениях это оборудование частично отсутствует из-за того, что оно со временем вышло из строя, а в связи с постоянным отсутствием средств нет возможности приобрести новое. Физический практикум, авторами которого являются A. B. Кортнев, Ю. В.Рублев, А. Н. Куценко создан для студентов высших технических учеб-заведений, в связи с чем в нем сделана попытка приблизить физический эксперимент к требуемому объему и уровню подготовки инженерных кадров. В пособии содержится перед каждой работой достаточный теоретический материал, содержащий описание физического явления и выводы основных соотношений, необходимых для воспроизведения эксперимента. В конце каждой работы приводится список рекомендуемой литературы.