Совершенствование методики преподавания явления дифракции на основе новых информационных технологий

• Автор: Светлицкий, Сергей Леонидович
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 206 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1. НАУЧНОМЕТОДИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ МЕТОДИКИ ПРЕПОДАВАНИЯ ЯВЛЕНИЯ ДИФРАКЦИИ ВОЛН В КУРСЕ ФИЗИКИ

СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

1.1. Аналитический обзор научнометодических исследований традиционных подходов к изучению явления дифракции

1.2. Демонстрационный эксперимент при изучении волновой механики и

оптики в средней школе.

1.3. Возможности применения аудиовизуальных технологий при изучении

явления дифракции.

1.4. Применение ПК при изучении явления дифракции.

Выводы по главе 1

Глава 2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ИЗУЧЕНИЯ ДИФРАКЦИОННЫХ ЯВЛЕНИЙ В РАЗДЕЛАХ ФИЗИЧЕСКАЯ ОПТИКА И КВАНТОВАЯ ФИЗИКА НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЧЕТАНИЯ НАТУРНОГО И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТОВ.
2.1. Психологопедагогические аспекты применения ТСО и ЭВТ при постановке демонстрационного эксперимента
2.2. Натурный эксперимент при изучении явления дифракции волн.
2.3. Описание мультимедийного педагогического программного пакета
Дифракция.
2.4. Методика организации уроков с применением натурного и вычислительного экспериментов при изучении явления дифракции в классе
Выводы по главе 2
Глава 3. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ И ЕГО РЕЗУЛЬТАТЫ.
3.1. Организация и проведение педагогического эксперимента
3.2. Содержание поискового и констатирующего этапов педагогического
эксперимента.
3.3. Формирующий эксперимент и его итоги
Выводы по главе 3
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЯ


Учение о колебаниях и волнах охватывает материал, рассматриваемый в разделах механики, электромагнетизма и оптики, и, таким образом, является тем характерным разделом физики, который позволяет осуществить описанный выше подход. Такое объединение учебного материала вызвано необходимостью показать единство подхода к анализу явлений сходных по понятиям и терминам. Так, например, понятия интерференции и дифракции относятся к волнам различной физической природы. Использование единого подхода к изучению колебаний и волн различной физической природы отражено в работах [], [], в которых обосновывается следующий тезис: единый подход продолжая начатую в обучении механике и молекулярной физике методическую линию анализа родственных по природе или аналогичных по проявлениям процессов и рассмотрение их с общих физических идей, будет способствовать развитию у школьников умений приходить к более общим широким обобщениям, осуществлять перенос знаний из одной области явлений на другие. Личный опыт преподавания этого раздела физики в средней школе и методические исследования [1], [], [4], [], [1], посвященные исследованию данной проблемы, свидетельствуют, что в большинстве случаев школьники формально, неглубоко и не полно понимают дуализм природы света. Таким материалом может служить раздел «Колебания и волны», изучение которого может стать предпосылкой для формирования в будущем в сознании школьника образа единства дискретности и непрерывности, например, потока электронов или светового пучка. Именно поэтому, изучая в школе в разделе «электромагнитные колебания и волны» физическую оптику, на основе волновых и квантовых представлений, становится возможным более четкое и правильное формирование представлений о физической картине мира, опирающееся на усвоение учащимися фундаментальных физических понятий и теорий [8], [3], [0], [], [], [0]. В процессе обучения учащиеся должны приобрести не совокупность, а систему знаний. В работах [3], [1], [4], [], [], [], [] указывается на то, что систему знаний дает только теория, а не отдельные понятия, модели или законы. Поэтому в ряде исследований [8], [0], [], [8] выдвигается и обосновывается тезис о том, что в качестве целостного объекта, подлежащего усвоению, должны быть избраны не отдельные факты, не набор понятий или законов правильно и полно характеризующих явление, а научная теория. Однако, как показывает практика, отсутствие у учащихся знаний о том, что каждая теория или закон имеют свои границы применимости, что новая теория не отвергает старую, а включает ее как предельный случай, вызывает у школьников определенного рода трудности: почему, например, в одних случаях исходят из прямолинейности распространения света, а в других необходимо учитывать его дифракцию? В работах ученых-методистов [3], [], [8], [], [], [2] подчеркивается, что совокупность подобных вопросов затрудняет у школьников формирование представлений о процессе научного познания и единой картины мира. На основе анализа школьной программы по физике [4] и школьных учебников [5], [] можно констатировать, что явления дифракции в средней школе изучаются в основном в разделе «Оптика» в классе. Во многих исследованиях по методике преподавания физики [2], [7], [5], [], [7], [8], [], [7], [], [] отмечается, что в школьной практике свойства световых волн часто иллюстрируются при помощи волн на поверхности жидкости (капиллярных волн) и звуковых волн. При этом устанавливается тождественность законов распространения, отражения, преломления волн, а также выявляется сходство в интерференции и дифракции волн различной физической природы. Анализ многочисленных исследований по методике преподавания разделов «Механические колебания и волны», «Оптика» и «Квантовая физика» [8], [], [], [], [], [], [0], [4] показал, что существуют два альтернативных подхода к изучению колебаний и волн разной природы в курсе физики средней школы. Первый подход, наиболее популярный и наиболее разработанный в методическом отношении, выражен в программе по физике для общеобразовательных школ [4] и стабильных учебниках по физике [5], [].