Современные лекционные демонстрации по разделу "волновая оптика" курса общей физики

• Автор: Селиверстов, Алексей Валентинович
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 262 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Демонстрационный эксперимент па лекциях по волновой оптике в вузе по данным литературы
1.1. Предпосылки применения средств наглядности на лекциях по общей физике
1.2. Развитие демонстрационного физического эксперимента .
1.3. Проблемы применения демонстрационного эксперимента на лекциях по общей физике
1.4. Современные технические средства для демонстрации явлений волновой оптики и направления их развития
1.5. Краткие итоги главы 1
2. Лекционные демонстрации для раздела Волновая оптика как методическая система
2.1. Компоненты методической системы лекционных демонстраций по волновой оптике
2.2. Методы и формы работы с применением лекционных демонстраций но волновой оптике,
2.3. Средства реализации лекционных демонстраций по волновой оптике и требования к ним
2.3.1. Демонстрационные приборы
2.3.2. Компьютерные программы .
2.4. Оценка эффективности системы лекционных демонстраций . .
2.5. Краткие итоги главы 2
Примеры реализации лекционных демонстраций по волновой оптике
3.1. Компьютерные модельные демонстрации
3.1.1. Кольца Ньютона.
3.1.2. Интерферометр МаЙкельсона
3.1.3. Интерференционное просветление оптики
3.1.4. Формирование оптического изображения.
3.2. Натурные качественные демонстрации.
3.2.1. Кольца Ныотона.
3.2.2. Опыт Юнга
3.2.3. Модовый состав излучения лазера
3.3. Натурные количественные демонстрации.
3.3.1. Закон Мал юса .
3.3.2. Рассеяние поляризованного света
3.3.3. Измерительный интерферометр
3.4. Композитные демонстрации.
3.4.1. Кольца Ныотона.
3.4.2. Интерферометр МаЙкельсона
3.4.3. Пространственная и временная когерентность.
3.4.4. Формирование оптического изображения.
3.4.5. Специальные методы наблюдения
3.5. Краткие итоги главы 3
Организация, проведение и результаты педагогического эксперимента
4.1. Общая характеристика
4.2. Констатирующий эксперимент.
4.3. Поисковый эксперимент
4.4. Обучающий эксперимент
4.5. Краткие итоги главы 4 .
Заключение
Литература


При описании реализованных композитных демонстраций приводятся пять примеров, объединяющие в себе компьютерную модель и натурный эксперимент: «Кольца Ньютона», «Интерферометр Майкельсона», «Пространственная и временная когерентность», «Формирование оптического изображения», «Специальные методы наблюдения». Описание всех демонстраций проводится по общей схеме: цель демонстрации, сё идея, описание установки (реальной или моделируемой), методика демонстрации и основные наглядные результаты. Для компьютерных программ также описывается их интерфейс. В четвёртой главе «Организация, проведение и результаты педагогического эксперимента» описывается проведение констатирующего, поискового и обучающего этапов эксперимента по проблеме исследования. При выборе методов поискового и обучающего этапов педагогического эксперимента учитывались такие факторы, как малое число вузов с необходимым оборудованием, малое число лекторов и демонстраторов, готовых внедрить новые лекционные демонстрации, разработанные в сторонней организации. В качестве основного метода педагогического эксперимента было выбрано экспериментальное преподавание, включающее наблюдение за студентами в процессе учебных лекций, а также беседы с лекторами и студентами и их анкетирование. Анализ результатов педагогического эксперимента в целом подтверждает гипотезу о том, что применение разработанной системы лекционных демонстраций позволяет повысить эффективность лекций но общей физике. В заключении сформулированы итоги проведенного исследования и обозначены пути дальнейших исследований. В приложениях приводятся список разработанных лекционных демонстраций, вариант выделения требующих лекционного сопровождения элементов знаний по волновой оптике, классификационная схема демонстраций. Глава 1. Основной формой занятий, главным звеном дидактического цикла обучения в высшей школе является лекция. Ее дидактические функции заключаются в формировании ориентировочной основы обучения (постановке и обосновании его задач), сообщении новых знаний, привитии интеллектуальных умений и навыков, мотивировании слушателей к дальнейшей учебной деятельности, интеграции преподаваемой дисциплины с другими предметами, выработке интереса к теоретическому анализу [, 4]. С середины XIX в. Однако полностью заменить лекцию другими формами учебной деятельности (как это, например, было сделано в -е годы XX в. Тем не менее, в настоящее время, наряду со сторонниками, существуют и противники лекционного изложения учебного материала. Лекция приучает к пассивному восприятию чужих мнений, тормозит самостоятельное мышление (тем сильнее, чем лучше лекция). Она отбивает вкус к самостоятельным занятиям, давая готовые знания. Лекции являются простой заменой учебнику, поэтому они нужны только тогда, когда учебники отсутствуют или их мало. На лекции не представляется возможным учитывать особенности восприятия обучаемых несмотря на большие индивидуальные различия. Поэтому, например, одни студенты успевают осмыслить слова лектора, а другие — только механически их записать. Лекционный материал воспринимается преимущественно через слуховой канал (ухо-мозг). Однако пропускная способность зрительного канала (глаз-мозг) в 0 раз выше звукового, и, кроме того, %-% людей привыкли получать зрительную информацию. Поэтому, например, известный специалист в области дидактических систем Д. В. Чернилевский делает вывод о том, что «лекция как общеаудиторная форма обучения является самой неэффективной среди других форм обучения в высшей школе» [4, с. Таким образом, наблюдается противоречие: с одной стороны, лекция по-прежнему продолжает оставаться ведущей формой организации учебного процесса в вузе, а, с другой стороны, отведенное на нес учебное время используется неэффективно. Однако вопросам повышения эффективности традиционных образовательных технологий, и, в частности, лекций, уделяется сейчас недостаточное внимание, несмотря на то, что указанные выше недостатки в значительной мере могут быть преодолены оптимальной методикой подачи материала.