WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

Системаформирования обобщенныхметодов проведения физических экспериментальныхисследований у студентовфизико-математического направления подготовки

-- [ Страница 1 ] --

На правахрукописи

СМИРНОВВладимир Вячеславович

МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМАФОРМИРОВАНИЯ
ОБОБЩЕННЫХМЕТОДОВ ПРОВЕДЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХИССЛЕДОВАНИЙ

У СТУДЕНТОВФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО
НАПРАВЛЕНИЯ ПОДГОТОВКИ

13.00.02 — теория и методикаобучения и воспитания

(физика)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соисканиеученой степени

доктора педагогическихнаук

Волгоград– 2012

Работа выполнена вФедеральном государственном бюджетномобразовательном учреждении высшегопрофессионального образования

«Астраханскийгосударственный университет»

Научный консультант— доктор педагогическихнаук, профессор

Стефанова Галина Павловна,

(ФГБОУ ВПО «Астраханский

государственный университет»).

Официальныеоппоненты: Сериков ВладиславВладиславович,

засл. деятель науки РФ, чл.-кор. РАО,

доктор педагогических наук,

профессор ФГБОУ ВПО«Волгоградский

государственныйсоциально-педагогический

университет», зав. кафедройуправления

педагогическими системами;

Исаев Дмитрий Аркадьевич,

доктор педагогических наук,профессор

ФГБОУ ВПО «Московскийпедагогический

государственный университет»,декан

факультета физики иинформационно-

коммуникационных технологий;

Агибова Ирина Марковна,

доктор педагогических наук,доцент

ФГБОУ ВПО «Ставропольскийгосударст-

венный университет», деканфизико-
математическогофакультета.

Ведущая организация— ФГБОУ ВПО «Уральскийгосударственный

педагогический университет».

Защита состоится 23 мая2012 г. в 12.00 час. на заседаниидиссертационного совета ДМ 212.027.04 вВолгоградском государственномсоциально-педагогическом университете поадресу: 400131, г. Волгоград, пр. им. В.И. Ленина,27.

С диссертацией можноознакомиться в научной библиотекеВолгоградского государственногосоциально-педагогическогоуниверситета.

Авторефератразослан 18 апреля 2012 г.

Ученыйсекретарь

диссертационногосовета Т.М. Петрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ

Актуальностьисследования. Необходимымусловием формирования инновационнойэкономики России является модернизациясистемы образования, которая становитсяосновой динамичного экономического роста,социального развития общества, факторомблагополучия граждан и безопасностистраны. Руководители Российской Федерациинеоднократно подчеркивали, что страненужны активные, конкурентоспособныеспециалисты —выпускники вузов, молодые ученые,способные самостоятельно осуществлятьисследования поставленных проблем иполучать практически значимые результаты.Создаются условия для реализацииисследовательской деятельноститалантливых молодых людей: организуютсятехнопарки, бизнес-инкубаторы,инновационные центры, научно-техническиевыставки молодежных проектов (Сколково,Зворыкинский проект, программы «Селигер»,«СТАРТ», «У.М.Н.И.К.» и мн. др.).

Вузы всегда былизаинтересованы в подготовке выпускников,способных самостоятельно и активнодействовать. Овладеть какой-либодеятельностью возможно, толькомногократно выполнив ее. Именно поэтому вучебные планы российских и зарубежныхуниверситетов включены формы занятий,позволяющие формировать у студентовисследовательские качества. К ним можноотнести различные виды лабораторныхфизических практикумов. Обучениестудентов исследовательской деятельностина лабораторных занятиях являетсяпроблемой не сегодняшнего дня, она стояла ираньше. Не случайно, начиная с середины XVIIIв., в университетах создаются учебные инаучные лаборатории, «в которых студентымогли бы после лекций осуществлятьэкспериментальные физическиеисследования»1.

На необходимостьорганизации занятий по исследованиюизучаемых студентами физических явленийуказывали такие выдающиеся физики,как
И.А. Иоффе, П.Л. Капица,Л.Д. Ландау, П.Л. Лебедев, Дж. К.Максвелл,
А.Г. Столетов, Н.А.Умов, Р. Фейнман и др. Они считали, что«изучать любое явление в природе (будь топадение тела, разряд в трубке,барометрическое давление) необходимо какэкспериментальное физическоеисследование, при проведении которого надос самого начала обращать внимание наметодику физических исследований»2. Всвязи с этим возникает потребность вразработке содержания лабораторных работпрактикумов и методики ихпроведения.

В настоящее времясуществует большое число учебных пособий,содержащих описание лабораторных работпрактикумов в различных российских изарубежных университетах, изданных подредакцией таких известных авторов, как А.С.Ахматов, К.А. Барсуков, С. Герберт,
Е.М. Гершензон, Л.Л. Гольдин, В.И.Иверонова, В.И. Козлов, Н.Н. Малов,
А.Н. Мансуров, А. Портис, Г. Роуэл, Ю.И.Уханов и др.

Описания лабораторныхработ, представленные в большинствепособий российских авторов, составлены поединой структурной схеме: 1) названиеработы; 2) цель работы; 3) приборы ипринадлежности; 4) теоретическое введение;5) описание экспериментальнойустановки; 6) порядоквыполнения работы;
7)измерение и обработка результатов; 8)вопросы и упражнения. Аналогичнаяструктура описания лабораторных работимеет место и в различных практикумах поэлектрорадиотехнике, физическим основаминформационно-коммуникационныхтехнологий и вычислительной технике,основам автоматики и вычислительнойтехнике, специальных физическихпрактикумах.

В московскихинженерно-физическом и физико-техническомуниверситетах (МИФИ и МФТИ) — вузах, где готовятфизиков-исследователей, описание работ впрактикумах имеет ту же структуру.Незначительное отличие состоит в том, чтопосле описания установки следуют простыеэкспериментальные задания, выполнениекоторых, по мнению авторов, позволитстуденту понять особенности исследуемогоявления и измерительной аппаратуры,убедиться в ее исправности (Л.Л. Гольдин,Ф.Ф. Игошин,
С.М. Козел, В.В.Можаев, Э.А. Нерсесов, В.Д.Попов). Зарубежныепрактикумы не содержат подробноготеоретического введения и инструкций повыполнению исследования.

Методика обучениястудентов исследовательской деятельностисложилась и включает следующие этапыпроведения занятий в различныхлабораторных практикумах: получениедопуска к выполнению работы по результатамизучения теоретического материала иописанию готовой экспериментальнойустановки; выполнение работы по жесткорегламентированным указаниям; оформлениеотчета по работе и защита его упреподавателя для получения зачета.Письменный отчет установленной формысодержит предполагаемый результатизмерений, и при допущении студентом неслишком большой погрешности работасчитается выполненной и защищенной. Какправило, мотивом выполнения лабораторнойработы служит получение зачета.Лабораторный практикум воспринимаетсястудентами как не очень нужный, нопредусмотренный учебными планами видзанятий.

В вузах, выпускающихфизиков-исследователей, занятияпрактикума отличаются большейсамостоятельностью студентов из-заотсутствия детального описания выполненияэксперимента и готового способа оценкипогрешности полученного результата.Однако методика их проведения остаетсятакой же, как и в другихуниверситетах.

Аналогично проходятзанятия практикумов и в зарубежных вузах.При этом следует отметить, чтолабораторные работы практикума по общейфизике проводятся фронтально. Все студентыполучают одинаковые задания, но каждыйвыполняет его самостоятельно на своейэкспериментальной установке с различнымиисходными параметрами (университет Кларка,г. Вустер, США; университеты городов Зиген(Германия); Куопио (Финляндия); Кембридж(Великобритания); КНК- колледж, г. Гел(Бельгия).

Таким образом, анализсуществующей методики проведения занятийлабораторных практикумов в различныхуниверситетах позволил сделать вывод отом, что не всегда эти занятия приводят кжелаемому результату — полноценнойподготовке студента к самостоятельномупроведению экспериментальныхисследований. Поиск путейсовершенствования содержаниялабораторных практикумов и методики ихпроведения стал предметом многочисленныхдиссертационных исследований. Сложилосьнесколько направлений решения этойпроблемы.

Одно из них связано сизменением содержания практикумов. Авторыпредлагают уйти от традиционной тематикилабораторных работ, относящихся кконкретным разделам курса физики(механика, молекулярная физика,электричество и магнетизм, оптика идр.) ипредставить практикум в виде системыэкспериментальных или«проблемно-ориентированных» задач (В.И.Барчук, А.А.Лагутина, Л.В. Сухотина, И.И. Хинич и другие).Примером могут служить задачи наприменение определенных методовисследования физических явлений — методы оптической,электронной и зондовой микроскопии.Предварительное знакомство студентов сними предлагается осуществлять на такназываемых «интегративных» лекциях (А.А.Лагутина). Другие задачи связаны сизучением физических свойств новыхматериалов и структур твердотельнойэлектроники (И.И. Хинич). Третья группаучебных экспериментальных задачнаправлена на создание условий дляусвоения студентами методологическихзнаний: структуры постановки физическогоэксперимента, способовлогико-математической обработкиэмпирических данных (В.И. Барчук, Л.В.Сухотина).

Следующее направлениеисследований связано с модернизациейпрактикумов путем внедрения в них новыхприборов, устройств и современных методовисследования (К.А. Аржаных, М.В. Горшечников,В.В. Майер, Р.В. Майер, И.А. Осипова, А.А.Селиверстова, В.В. Сперантов, И.И. Хинич идр.).

В качестве отдельногонаправления можно выделить исследования,связанные с введением в практикумыинформационных и коммуникационныхтехнологий (ИКТ): исследование с помощьюкомпьютера моделей объектов, физическихявлений и процессов, использование внатурном эксперименте датчиковых систем,осуществление обработкиэкспериментальных данных (А.В. Говорков,В.В. Горин, О.Е. Данилов, Г.В. Ерофеева, К.А.Коханов, В.В. Ларионов, Ю.В. Федорова, Г.А.Шмелева и др.).

По результатампроведенного анализа можно сделать вывод отом, что большинство исследованийнаправлено на разработку приборов,устройств, программных продуктов,различных экспериментальных задач, т. е.средств, спомощью которых можно обучать студентовисследовательской деятельности. При этомформа организации их работы в практикумеостается неизменной: изучениетеоретического материала, готовойэкспериментальной установки, выполнениярекомендованных действий.

Впервые изменитьсодержание и форму обучения будущихучителей физики в лабораторном практикумепредложила С.В. Анофрикова, включив в негоформирование отдельных обобщенныхдействий по созданию экспериментальнойустановки для воспроизведения любогофизического явления, планированию ипроведению эксперимента. Обучение такойдеятельности позволяет получить, по мнениюавтора, выпускника, способного действоватьв быстро меняющихся условиях развития иобновления школьного физическогоэксперимента. Объясняется этоформированием у обучаемых обобщенногометода выполнения экспериментальнойдеятельности, обладающего свойствомширокого переноса и применимого длявоспроизведения любых физических явленийв любых конкретных условиях.

Других исследований,связанных с формированием у студентовобобщенных видов деятельности вфизических практикумах, ранее непроводилось.

Для того чтобыустановить, позволяет ли сложившаясясистема обучения студентов в практикумахсформировать у них способности кэкспериментальной исследовательскойдеятельности, был проведен констатирующийэксперимент, в котором приняли участие 1100студентов 1–3-хкурсов физико-математического,педагогического направлений подготовки,технических специальностей различныхвузов (классические, технические,педагогические университеты) городовАстрахани, Москвы, Волгограда,Ростова-на-Дону, Брянска. Студентам,завершившим выполнение физическогопрактикума, было предложено выполнитьсамостоятельно определенные действия,входящие в содержание экспериментальнойисследовательской деятельности:сформулировать цель эксперимента,выделить этапы экспериментальногоисследования, составить план,аргументировать подбор необходимыхприборов и метода обработки результатов.Такие же задания получили студенты,выполнившие конкретную лабораторнуюработу физического практикума. Результатыэксперимента и наши многолетниенаблюдения в процессе преподаванияубедительно подтвердили, что студентызатрудняются в формулировании целиэкспериментального исследования иконечного продукта экспериментальнойдеятельности, не осознают необходимостипоследовательного выполнения ее общихэтапов. Они затрудняются в применениитеоретических положений физики для оценкипараметров экспериментальной установки,приборов, технических устройств;предлагают метод обработки результатовтолько по инструкции. В итогемногочисленные разнообразныелабораторные работы предстают передстудентами как самостоятельные, несвязанные друг с другом типыэкспериментальной деятельности, и врезультате выполнения большого числаработ практикума студенты не приобретаютумения ориентироваться в конкретнойситуации физического экспериментальногоисследования. Таким образом, присложившейся системе обучения впрактикумах невозможно подготовитьстудентов, в полной мере способных ксамостоятельному проведению физическихэкспериментальных исследований.

Отсутствие целостнойметодической системы формирования устудентов обобщенных методов проведенияфизических экспериментальныхисследований — недостаточность разработки цели,содержания обобщенных методов проведениятиповых экспериментальных исследований,организационных форм существующейпрофессиональной подготовки будущихспециалистов — отражает ряд противоречий между:

—потребностью общества в специалистах,владеющих исследовательскойдеятельностью, и невозможностью в полноймере удовлетворить эту потребность присложившейся системе подготовки,ориентированной на передачу знаний, а не наовладение способами деятельности вобобщенном виде;

—потенциалом экспериментальной физики, вкоторой существуют общие типовые целиэкспериментальных исследований, иневозможностью его реализации всовременных практикумах, содержащихмножество конкретных лабораторных работ,цели которых не соответствуют конечнымпродуктам экспериментальной деятельностифизиков;

—возможностью выявления обобщенногосодержания методов экспериментальныхисследований на основе анализа описанийэкспериментальной деятельностивыдающихся ученых и направленностьюсуществующей подготовки на обучениестудентов множеству частных приемоввыполнения конкретных лабораторныхработ;

—необходимостью организации физическогопрактикума, направленного на формированиеу студентов обобщенных методовсамостоятельного проведения физическихэкспериментальных исследований, иотсутствием структуры, содержания,методики и дидактического обеспеченияпроведения такого практикума в вузе.

Существованиеназванных противоречий обусловливаетактуальность исследования, проблемой которого является разработкаметодической системы подготовки студентовк самостоятельному проведению физическихэкспериментальных исследований, что и определиловыбор темы исследования:«Методическая системаформирования обобщенных методовпроведения физических экспериментальныхисследований у студентовфизико-математического направленияподготовки».

Объектомисследования являетсяпроцесс обучения студентовфизико-математического направленияподготовки проведению экспериментальныхфизических исследований.

Предметомисследования являетсяметодическая система формирования устудентов обобщенных методов проведенияфизических экспериментальныхисследований.

Цель исследования —разработать и реализоватьнаучные основы методической системыформирования у студентов обобщенныхметодов проведения физическихэкспериментальных исследований.

Общая идея, положенная воснову исследования, состоит в возможностивыявить типы экспериментальныхисследовательских задач, решаемыхфизиками при выполнении конкретныхисследований; разработать обобщенныеметоды их планирования и проведения и нетолько обучать студентов частным методамвыполнения лабораторных работ впрактикуме, но и формировать у них каждыйобобщенный метод проведения физическогоэкспериментального исследованиявыделенного типа как деятельностьопределенного содержания. Вследствиеэтого многообразие лабораторных работможно систематизировать по определеннымтипам экспериментальныхисследований.

Под обобщенным методомбудем понимать последовательностьлогически взаимосвязанных обобщенныхдействий, выполнение которых приводит кдостижению заданной цели. Обобщенное действие— результатобобщения конечных продуктов выполненияконкретной деятельности. Психологамиустановлено, что обобщенные методыобладают свойством широкого переноса: ихможно использовать при решении большогокруга задач не только в рамках одногопредмета, но и на занятиях по другимдисциплинам, а также в практическойдеятельности.

В качестветеоретической основы исследованияиспользованы следующие положенияфилософии и психолого-педагогическойтеории деятельности:

—человеческая деятельность — это активностьчеловека, направленная на созданиеопределенного конечного продукта,достижение познавательной или социальнозначимой цели;

— цельтолько тогда побуждает человека кдеятельности, когда она порождается егопотребностью;

—сознательная цель, как закон, определяетспособ и характер деятельности человека поее достижению;

— в целиуказывается образец конечного продукта, насоздание которого направлена активностьчеловека;

—деятельность человека по достижениюсознательной цели осуществляется в три этапа. Напервом —ориентировочном (проектировочном) — этапе человекразрабатывает программу преобразованияобъекта деятельности в конечный продукт сзаданными свойствами, т. е. создаеториентировочную основу деятельности (ООД)по достижению цели. П.Я. Гальперин3выделил три типа ООД и в соответствии сэтим три типа учения. Третий тип ученияявляется наиболее эффективным ихарактеризуется тем, что ориентирыпредоставляются субъекту в обобщенномвиде, характерном для целого классаявлений. В каждом случае ООД составляетсяобучающимся самостоятельно с помощьюданного ему общего метода. Выработаннаятаким образом ООД является полной, и,соответственно, деятельность, формируемаяпо этому типу, отличается быстротой ибезошибочностью, характеризуется широкойобластью применимости. Это означает, что«присвоенные» человеком обобщенные методывыполнения какой-либо деятельностистановятся стилем его мышления иобеспечивают независимость от конкретныхусловий. На втором — исполнительном — этапе человек,действуя с материальными объектами исредствами в соответствии с разработаннойпрограммой, создает конечный продукт. Натретьем —контрольном —этапе человек, используя созданныйконечный продукт сообразно заложенным внего свойствам, устанавливает,удовлетворяет ли он ту потребность, радикоторой был создан.

Гипотезуисследования составило предположение о том, чтоподготовка студентов к исследовательскойдеятельности в практикуме по общей иэкспериментальной физике возможна,если:

—выделить типовые познавательные задачи,вытекающие из сущности физическогоэксперимента и многократно решаемыефизиками-экспериментаторами в процессеисследовательской деятельности;

— целилабораторных работ физического практикумапредставить как типовые познавательныезадачи, решаемые экспериментально;

—разработать методы решения этих задач вобобщенном виде и выделить опорные знания,необходимые для выполнения каждогодействия метода;

—формирование обобщенных умений проведенияфизических экспериментальныхисследований осуществлять в рамкахцелостной методической системы,включающей целевой, содержательный(разработка структуры учебного процесса,содержания занятий практикума,обеспечивающих формирование обобщенныхметодов проведения физическихэкспериментальных исследований устудентов, обучающихся нафизико-математическом направленииподготовки) и процессуальный (методы,средства и организационные формы,адекватные целям) компоненты;

—изменить учебный процесс практикума такимобразом, чтобы обобщенные методы решениявыделенных типовых экспериментальныхпознавательных задач стали предметомспециального усвоения студентов;

—разработать методику обучения студентоввсем действиям, входящим в содержаниеобобщенных методов, и методам вцелом;

—разработать необходимое дидактическоеобеспечение учебного процесса.

В соответствии с целью игипотезой были сформулированы задачи исследования:

1. Выявить состояниепроблемы подготовки студентов кпроведению физических экспериментальныхисследований.

2. Выделить типыпознавательных задач, многократнорешаемых физиками в ходе конкретныхэкспериментальных исследований.

3. Разработатьобобщенные методы решения выделенныхтипов задач.

4. Выделить опорныезнания, необходимые для выполнения каждогодействия метода.

5. Научно обосновать иразработать концепцию методическойсистемы формирования у студентовобобщенных методов проведения физическихэкспериментальных исследований.

6. Разработать модельметодической системы формирования устудентов обобщенных методов проведенияфизических экспериментальныхисследований.

7. Разработать методикуобучения студентов всем действиям,входящим в содержание обобщенных методов,и методам в целом.

8. Экспериментальнопроверить эффективность разработаннойметодической системы.

В качестве методологической основы исследования использовались:

—результаты психолого-педагогическихисследований по теории деятельности (Л.С.Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, А.Н.Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, Н.Ф. Талызина идр.) и их приложения к содержанию и методикеобучения исследовательской деятельности(С.В. Анофрикова,
И.А.Крутова, А.В. Усова, Т.Н. Шамало и др.);

—результаты методических исследований,построенных на основе психологическойтеории планомерного формированияобобщенных видов деятельности приобучении физике школьников и студентов(Е.Ю. Баркова, Н.И. Одинцова, Л.А. Прояненкова,Г.П. Стефанова, Т.А. Твердохлебова, С.А.Тишкова и др.);

— идеицелостного подхода к изучениюпедагогических систем (Ю.К. Бабановский,В. С. Ильин, В. В. Краевский, Н. К. Сергеев,В. В. Сериков, Ю. П. Сокольников,Н. Д. Хмель и др.);

— трудывыдающихся ученых, в которых описанысодержание и результаты деятельности поэкспериментальному исследованиюфизических явлений (А. Беккерель, Р. Бунзен,В. Гильберт, Р. Гук,X.Камерлинг-Оннес,
Ш. Кулон,П. Кюри, П.Н. Лебедев, Г. Ом, Б. Паскаль, В.К.Рентген,
М.Складовская-Кюри, А.Г. Столетов, М. Фарадей,Г.-Хр. Эрстед и др.).

Теоретическуюоснову исследованиясоставили:

—система взглядов на содержаниепрактикумов и организацию их проведения вразличных российских и зарубежныхуниверситетах (А.С. Ахматов, К.А. Барсуков, С.Герберт, Е.М. Гершензон, Л.Л. Гольдин, В.И.Иверонова, В.И. Козлов, Н.Н. Малов, А.Н.Мансуров, Э.А. Нерсесов, В.Д.Попов, А. Портис, Г. Роуэлл,Ю.И. Уханов и др.);

—результаты диссертационных исследованийпо совершенствованию содержаниялабораторных практикумов по физике иметодике их проведения (К.А. Аржаных, В.И.Барчук, А.В. Говорков, В.В. Горин, М.В.Горшечников, О.Е. Данилов, Г.В. Ерофеева, К.А.Коханов, А.А. Лагутина, В.В. Ларионов, В.В.Майер, Р.В. Майер, И.А. Осипова, А.А.Селиверстова, В.В. Сперантов, Л.В. Сухотина,Ю.В. Федорова, И.И. Хинич, Г.А. Шмелева идр.);

—фундаментальные законы, модели,описывающие физические явления, процессы,и экспериментальные методы ихисследования (В. Акоста, Э.Б. Бурсиан,Е.М.Гершензон, Г.А.Зисман, Н.Н.Малов, Д. Орир,И.В. Савельев, Д.В. Сивухин, А.В. Тимофеева,Т.И. Трофимова, Б.М. Яворский и др.).

Методыисследования. Теоретические: анализфилософской, естественнонаучной,технической, психолого-педагогической,методической литературы по темеисследования; обобщение, классификация,разработка модели деятельностипреподавателя по подготовке учебногопроцесса для обучения студентовисследовательской экспериментальнойдеятельности; разработка методикиформирования у студентов обобщенныхметодов проведения физическихэкспериментальных исследований. Экспериментальные:наблюдение за деятельностьюпреподавателей университетов поорганизации и проведению практикумов;беседы с преподавателями и студентамиразличных университетов; анкетирование,педагогический эксперимент; обработкарезультатов педагогического эксперимента;личное преподавание.

Экспериментальнойбазой исследования послужили ГОУ ВПО «Астраханскийгосударственный университет»,«Астраханский государственныйтехнический университет», «Астраханскийинженерно-строительный институт»,«Волжская государственная академияводного транспорта»,«Московский институт инженеровтранспорта», «Донской государственныйтехнический университет» и «Дагестанскийгосударственный университет». Всего вэкспериментальном исследовании принялиучастие более 1100 студентов и более 20преподавателей. Исследование проводилосьв течение 7 лет (2004—2011 гг.) и включало в себя триэтапа.

На первом этапе(2004—2006 гг.)проведено изучение состояния проблемыисследования в педагогической теории ипрактике; разработан понятийный аппарат;изучены требования государственных ифедеральных образовательных стандартоввысшего профессионального образованияразличных специальностей и направленийподготовки; организован и проведенконстатирующий эксперимент; полученырезультаты, позволившие сформулироватьцель и задачи исследования, выдвинутьгипотезу.

На втором этапе(2005—2007 гг.)были сформулированы основные положения концепцииметодической системы подготовки студентовк самостоятельному проведению физическихэкспериментальных исследований; выделены типыпознавательных исследовательских задач,решаемых экспериментально, и разработаныобобщенныеметоды их решения; разработана модель процессаобучения студентов обобщенным методамрешения познавательных задач различныхтипов. Осуществлялся поисковый этаппедагогического эксперимента, накотором устанавливалась возможностьреализации всех этапов, описанных в моделиучебного процесса. В итоге была предложенаметодика формирования устудентов обобщенныхметодов проведения физических исследований впрактикумах по общей и экспериментальнойфизике, разработанучебно-методический комплекс, включающий всебя учебное пособие «Введение в практикум пообщей физике», методические рекомендации дляпреподавателей вузов и рабочую тетрадь длястудентов.

На третьем этапе(2007—2011 гг.)проводился обучающий эксперимент,осуществлялись апробация материаловисследования, срезы знаний и уменийстудентов,формулировались выводы по итогамопытно-экспериментальной работы и оформляласьдиссертационная работа.

На защитувыносятся следующие положения:

1. Процесс обучениястудентов общей физике включает в себятеоретическую и экспериментальнуюподготовку. Содержание экспериментальнойподготовки направлено на овладение студентамиметодами исследовательской деятельности.Формирование исследовательских качеств вфизическом практикуме осуществляетсячерез формирование у студентов обобщенныхметодов планирования и проведенияфизических экспериментальныхисследований, соответствующих типовымпознавательным задачам, выявленным врезультате изучения исследовательскойдеятельности физиков-экспериментаторов.

2. Типовымипознавательными задачами, решаемымиэкспериментально, являются задачи,связанные с воспроизведением физическогоявления, установлением факта зависимостиодной физической величины от другой,нахождением значения конкретнойфизической величины и установлением видазависимости между физическими величинами.В соответствие им поставлены адекватныепознавательные задачи практикума по общейфизике, решаемые студентами в ходе еговыполнения.

3. Сформулированопонятие обобщенныхметодов решения выделенныхтиповых познавательных задач, которыепредставлены последовательностьювзаимосвязанных обобщенных действий,соответствующих логике проведенияфизических экспериментальныхисследований.

4. Методологическойосновой разработки методической системыобучения студентов исследовательскойдеятельности является концепция, сутькоторой состоит в следующем:

— типовыепознавательные задачи, решаемые сприменением эксперимента, должны статьцелями самостоятельного проведениястудентами физических экспериментальныхисследований в практикумах по курсу общейфизики;

— впроцессе реализации физическогопрактикума студенты должны овладеть обобщеннымиметодами решения типовых познавательныхзадач и применять их при планировании ипроведении конкретных экспериментальныхисследований.

5. Подготовка студентовк самостоятельному проведению физическихэкспериментальных исследований может бытьобеспечена при реализации методическойсистемы, включающей в себя следующиекомпоненты:

целевой — студенты, владеющиеобобщенными методами экспериментальногорешения типовых познавательныхзадач;

содержательный —знания о физическомэксперименте, умения ставить и решать типовыеэкспериментальные задачи, владениетворческим опытом, понимание значимости и ролиэксперимента в физическом познании. Этиэлементы опыта находят отражение вразработанной структуре, состоящей из: 1) введения в практикум по общейфизике (специальноразработанного курса, предшествующеговыполнению работ практикума). Учебный процесс внем организован так, чтобы студенты вовремя занятий овладели каждым действием,входящим в содержание обобщенных методов решенияпознавательных задач, и самими обобщенными методами вцелом. Для этого они получают опорныезнания и многократно выполняют формируемыедействия,применяя их; 2)тематических циклов занятийв практикуме по общей физике, на которых студенты получаютконкретные исследовательские задания исамостоятельно разрабатываютпринципиальные схемы экспериментальныхустановок для их выполнения,подбирают оборудование (или изучаютимеющееся), составляют программу решения поставленной задачи, реализуют ее иобрабатывают полученные результатысамостоятельно выбранным методом;

процессуальный — методика обучения, при которойстуденты все действия, входящие всодержание обобщенных методов, а также всюсистему действий, составляющих содержаниеметодов, многократно выполняютсамостоятельно, и методика организациизанятий по самостоятельному проведениюстудентами конкретных исследований.Обобщение построено на основе сущностныххарактеристик эксперимента и многократномповторении действийфизиков-экспериментаторов; комплекс дидактическихсредств, обеспечивающихподготовку студентов к самостоятельномупланированию и проведению исследований,состоящий из:

—учебного пособия для студентов «Введение впрактикум по общей физике», включающего всебя обоснование опорных знаний,необходимых для правильного однозначноговыполнения каждого действия обобщенныхметодов решения познавательных задачвыделенных типов, примеры выполнениядействий с опорой на эти знания, справочныйматериал об экспериментальных средствах,применяемых в физическихисследованиях;

—руководства для преподавателей,включающего в себя информацию обособенностях проведения занятий в курсе«Введение в практикум по общей физике»,планировании учебного процесса, возможныхвариантах выполнения предлагаемыхстудентам заданий;

— рабочейтетради для студентов, включающей в себясистему упражнений, позволяющую в удобномдля студента темпе многократно выполнятьте или иные действия, входящие в содержаниеобобщенных методов решения ПЗ, контрольныезадания для проверки сформированностидействий и методов в целом. Тетрадьсоставлена так, что позволяет студентусократить непродуктивные затраты временина оформление рабочих отчетов, апреподавателю — на контроль качества работыстудента.

Научнаяновизна результатовисследования.

1. Разработанаконцепция методической системыформирования у студентов обобщенных методов проведенияэкспериментальных физическихисследованийв условиях профессиональнойподготовки ввузе, отличительной особенностьюкоторойявляется выделение указанных методов, включающая следующие основные положения:

— цельюэкспериментальной деятельности студентовв физических практикумах должны стать типовыепознавательные задачи, выделенные в процессеэкспериментальной деятельностифизиков-исследователей;

— вфизическом практикуме студенты должныовладеть обобщенными методамиэкспериментального решения типовыхпознавательных задач и научитьсяпланировать конкретные физические исследования с опорой наобобщенные методы;

— дляосмысления содержания обобщенных методоврешения типовых познавательных задачэкспериментально они должны быть выделенысамими студентами;

—содержание обобщенных методов проведенияфизических экспериментальныхисследований, соответствующих выделеннымпознавательным задачам, обязательнодолжно стать предметом специальногоусвоения.

2. Впервые на основеанализа экспериментальной деятельностивыдающихсяфизиков и обобщения полученных имирезультатов экспериментов выделены четыре типапознавательных задач, которым всоответствие поставлены адекватныепознавательные задачи практикума по общейфизике, решаемые студентами в ходе еговыполнения.

3. Введено в обращениепонятие обобщенныхметодов решениявыделенныхтиповых познавательных задач.

4.Сконструирована модель методическойсистемы, направленной на
достижениецели по формированию у студентов обобщенных методовсамостоятельного планирования и проведенияфизических экспериментальныхисследований.Ее отличительной особенностью являетсяизменениесуществующей в университетах структурыфизического практикума. Предлагаемаясистема организации учебного процесса в физическомпрактикуме по курсу общей физики состоит из двухчастей: 1) специальные занятия по формированию обобщенных методов решенияпознавательных задач выделенных типов, атакже обобщенных методов обработкирезультатов эксперимента; 2) цикл занятийпо самостоятельному применению обобщенныхметодов для планирования и проведенияконкретных физических исследований.

В содержание первой частипрактикума включены выделенные типыпознавательных задач, обобщенные методыих решения, опорные знания для выполнения каждогодействия метода. Содержанием второйчасти практикума являются конкретныеформулировки целей физическихэкспериментальных исследований.

Для того чтобыобобщенные методы проведения физическихэкспериментальных исследований были«присвоены» студентами, необходимы специальные дидактическиесредства. Для реализациипервой части практикума были разработаны задания,позволяющие сформировать у студентовкаждое действие обобщенных методов иметодов в целом. Для организациисамостоятельной экспериментальнойдеятельности студентов были разработанызадания в виде формулировокпознавательных задач различных типов.

Методика формированияу студентов обобщенных методов основана намногократном выполнении отдельныхдействий, входящих в их содержание, а такжевсей системы действий, составляющихсодержание методов.

Контрольосуществляется за выполнением каждогодействия. При организации второй части практикумасоздаются условия для самостоятельногопроведенияфизических экспериментальныхисследований с опорой на обобщенныеметоды.Контролируется деятельность студентов поконечному результату.

5. Условиями, необходимыми дляреализации предлагаемой модели в различных вузах, являетсяспециальное обучениепреподавателей обобщеннымметодамрешения познавательных задач выделенныхтипов, методике организации исследовательскойдеятельности студентов в практикумах иналичие разработанногоучебно-методического обеспечения учебногопроцесса.

Теоретическаязначимость проведенного исследованиязаключается в том, что его результатывносят вклад в теорию и методику обученияфизике (уровень высшего профессиональногообразования) за счет разработки целостнойметодическойсистемы формирования у студентовобобщенных методов самостоятельного проведения физическихэкспериментальныхисследований. Результатыисследованияконкретизируют положения деятельностнойтеории обучения обобщенным приемампознавательной деятельностиприменительно к формированию устудентоввузов обобщенных методов решения типовыхпознавательных задач; раскрывают содержание экспериментальнойисследовательской деятельности студентовпри выполнении работ практикума по общей физике через включение их вэкспериментальное решение познавательныхзадач выделенных типов. Полученныерезультаты могут служить теоретическойосновой разработки методик обученияисследовательской деятельности студентовдругих направлений подготовки.

Практическаяценность результатов исследования состоит в том, чтовыделенныетипы познавательных задач, разработанныеметоды их решения, опорные знания длявыполнения всех действий методов, методикаорганизации деятельности студентов в практикумах,методическое обеспечение, входящие вмодельучебного процесса, позволяют любомупреподавателю вуза после соответствующейподготовкиуспешно формировать у студентов умениясамостоятельно планировать и проводитьконкретное экспериментальное физическоеисследование.Методическое обеспечение данной моделиучебного процесса представлено ввиде:

—учебно-методическогокомплекса для организации проведениязанятий лабораторного практикума по курсуобщей физики;

—учебно-методических пособий поспециальным физическим практикумам,рекомендованных УМО и НМC по физике к внедрению в учебныйпроцесс вузов;

—виртуальными лабораторными практикумамипо общей физике и общетехническим дисциплинам.

Апробация результатовисследования осуществлялась через:

—участие в международных школах-семинарах«Новые магнитные материалымикроэлектроники» (Москва, 2000—2009), II Международнойнаучно-методической конференции «Новыетехнологии в преподавании физики: школа ивуз»(Москва, 2000),международных конференциях «Нелинейный мир. Образование. Экология.Экономика. Информатика» (Астрахань, 2003),«Физика в системесовременногообразования» (Ярославль, 2001, С.-Петербург,2005, 2007, 2009;Волгоград, 2011), «Современный физическийпрактикум»(С.-Петербург,2002; Волгоград,2006; Астрахань,2008), международных научно-методическихконференциях преподавателей вузов, ученых испециалистов «Высокие технологии впедагогическом процессе» (Н. Новгород, 2004—2006), международныхнаучных конференциях «Физическоеобразование: проблемы и перспективыразвития» (Москва, 2006—2008, 2011), Международномсеминаре «Выездная секция по проблемаммагнетизма в магнитных пленках, малыхчастицах и наноструктурных объектах»(Астрахань, 2003), международных научно-практическихконференциях«Стратегия и тактика социально-экономическогоразвития общества» (Астрахань, 2004),«Инновационные технологии и средства обучения физике,химии, биологии» (Астрахань, 2007),«Информатизация образования» (Калуга,2007;Славянск-на-Кубани, 2008); Международнойзаочной научно-методической конференции«Высшее профессиональное образование:современныетенденции, проблемы перспективы»(Саратов, 2010) идругих; участие в совместных заседаниях Секции «Физикав педагогических вузах» НМС по физикеМинистерстваобразования инауки РФ (5—6окт. 2006 г., г.Астрахань) и Учебно-методических комиссийпо физике УМО по специальностям и УМО понаправлениямпедагогического образования (10—11 нояб. 2009 г., г. Астрахань);участие в конференциях, проводившихся в2000—2011 гг.Астраханским государственным университетом и Астраханским областным институтомусовершенствования учителей, на кафедрах общейфизики, теоретической физики и методикипреподавания физики, на кафедре машин иаппаратов сварочного производстваДонского государственного техническогоуниверситета;

—публикацию материалов исследования вразличных научных, научно-методическихизданиях, периодической печати (всегоопубликовано более 100 работ общим объемом108,1 п.л., из них авторских— 70,4 п.л., в том числе 2 монографии, 12учебно-методических пособий (5 с грифом НМС по физикедля специальности 510400 «Физика»), 18свидетельств о регистрацииинтеллектуальной собственности, 21 статья в изданиях,рекомендованных ВАК РФ);

—вовлечениепреподавателей в научно-методическийсеминар физических кафедр Астраханскогогосударственного университета;

—использование разработанных висследовании теоретических положений вкандидатских диссертациях, выполняемыхпод руководством диссертанта (2 работы находятся встадии завершения).

Внедрение результатовисследования в практику профессиональнойподготовкибудущих специалистов осуществлялосьв процессе:

—разработки и реализацииопытно-экспериментальных моделейпрофессиональной подготовки на кафедрахобщей физики Астраханскогогосударственного университета (2005—2011 гг.), кафедрах физики ихимии Московского института инженеровтранспорта (Астраханский филиал, 2005—2011 гг.), кафедрах машиностроения иавтоматизации сварочного производстваДонского государственноготехническогоуниверситета (2007—2009 гг.);

—разработки и реализациипрограмм учебных курсов («Введение впрактикум пообщей физике», «Физические основыоптико-электронных измерений», «Лабораторный практикум. Физикаатомов и атомных явлений»,«Оптико-электронные измерения:лабораторный практикум», «Электрические имагнитные измерения»); виртуальныхфизических практикумов для дистанционногообразования ирекомендацийпо их изучению для студентов имагистрантов.

Структура и объемдиссертации. Диссертация состоит из введения,пяти глав, заключения и библиографии. Общийобъем диссертации 342 с. Работа включает 78 таблиц, 36 рисунков. Списоклитературы содержит 265 наименований.

ОСНОВНОЕСОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении аргументирована актуальностьисследования; описан его методологическийаппарат (объект, предмет, теоретическиеосновы, гипотеза, цель, задачи и методыисследования); выявлены новизна,теоретическая и практическая значимостьисследования; сформулированы положения,выносимые на защиту; приведены сведения орезультатах констатирующего экспериментаи об апробации результатовдиссертационного исследования.

В первойглаве «Состояние проблемыподготовки студентов к проведениюэкспериментальных физическихисследований» представлены результатыанализа содержания лабораторныхпрактикумов по общей физике и состоянияподготовки выпускников вузов ксамостоятельному проведениюэкспериментальных физических исследований.

Анализ перечнянаправлений подготовки студентов в вузах РФ и специальностей, а также государственных ифедеральных образовательных стандартоввысшего профессионального образования(ГОС ВПО, ФГОС ВПО) позволил установить, что в 24 из28 укрупненных групп направлений подготовки (например,«Физико-математические науки»,«Естественные науки» и др.) физика являетсяобязательным учебным предметом. В учебныхпланах университетов, где студенты изучают курсобщей и экспериментальной физики, на егоосвоение отводится в среднем около 20% от всегообъема учебного времени; в учебных планахзарубежныхвузов при подготовке бакалавров физики наданный курсвыделено 12% отвсего времени обучения.

Фундаментальныеисследования в области методологии ифилософии познания эксперименту отводят особуюроль. Он служит и критерием истины,подтверждаяили опровергая разработанные теории, иисточником возникновения новых представленийоб окружающей нас действительности. Этиположения находят отражение и впостнеклассической парадигме образования,предполагающей формирование человека умеющего,а не только знающего.

Единственной формойзанятий, позволяющей обучить студентовпроведениюэкспериментальных исследований, являетсяфизический практикум, поэтому в учебных планах многихспециальностей и направленийподготовки лабораторные работы физического практикумасоставляют треть учебного времени,отводимого наизучение курса физики.

Для организации ипроведения занятий в практикумахроссийских и зарубежных университетов разработаныучебные пособия для студентов, содержащиеописаниялабораторных работ. Анализэтих публикаций, сайтовроссийских и зарубежных университетовпозволил установить, что методыпланирования и проведения экспериментальныхисследований не являются предметомспециальногоусвоения студентами.

В пособиях, какправило, формулируются названиялабораторных работ, а не целиэкспериментальных исследований;перечисляются приборы и материалы, используемые вработе; приводится теоретический материал,зачастую опережающий лекционный курс; даютсясхемы экспериментальных установок;приводится перечень действий студентов длявыполненияи получения требуемого результата.
Методика организации занятий вовсех практикумах фактически одинакова:осуществление преподавателем допускастудентов к выполнению работы, проведениеэксперимента по готовой инструкции насобранной экспериментальной установке, отчетстудента о проделанной работе и получениезачета.

Для установления возможности при существующей организации занятий в лабораторном практикумепо общей физике и его методическом обеспечении подготовить студентовк самостоятельному проведениюэкспериментальных исследований был проведенконстатирующий эксперимент, в которомучаствовали1100 студентов, обучающихся на 2—4-м курсах поспециальностям «Физика», «Прикладнаяматематика», «Информатика», «Оборудованиеи технология сварочного производства» (Астраханскийгосударственный университет),«Радиофизика» (Московскийинженерно-физический институт),«Прикладная математика и информатика»(Волгоградский государственныйпедагогический университет),«Эксплуатация электрооборудования иавтоматики судов» (Астраханскийгосударственный технический университет).Его целью была проверка умений студентов формулировать цельэксперимента; разрабатывать идею эксперимента ипринципиальную схему экспериментальнойустановки (ЭУ), необходимой для егореализации; составлять план проведенияэкспериментального исследования; обрабатывать полученныерезультаты.

Было установлено, чтосформулировать цель исследования могут 9%(99 человек из 1100 опрошенных) респондентов,разработать идею эксперимента ипринципиальную схему экспериментальнойустановки по имеющемуся теоретическомуописанию — 5% (55человек), составлять план проведения экспериментальногоисследования — 15%(165 человек), обрабатывать полученныерезультаты — 41%(451 человек). Выявлены следующие недостаткисодержания и методики проведения физическихпрактикумов:

—отсутствие в формулировках целейлабораторных работ указаний на конечный продуктэкспериментальной деятельности, которыйне может быть выражен словами «изучить… (указывается конкретныйприбор)», «проверить закон … (называетсяконкретный закон)»;

— схемаэкспериментальной установки, программапроведения лабораторной работы, таблица, вкоторой фиксируются результаты измерений,расчетная формула для вычисления искомойфизической величины, методы подсчетапогрешностейизмерений и вычислений даются студентам вготовом виде;

—содержание практикумовпрофессионально не ориентировано: все практикумы по курсу общейи экспериментальной физики одинаковы дляподготовки разных специалистов, их отличие состоитлишь в объемеучебного времени, отводимого навыполнение лабораторных работ, и числаэтих работ.

В итоге сделан вывод,что существующая организация занятий впрактикумахпо общей физике и его методическоеобеспечение не создают у студентов потребности вовладении исследовательскимиэкспериментальными умениями — способностью самостоятельно в ходеэкспериментальной деятельности выполнять умственные и практические действия,соответствующие научно-исследовательскойдеятельностии подчиняющиеся логике научногоисследования (Е.С.Кодикова),и не позволяют в полной мереподготовить студентов к самостоятельномупроведениюэкспериментальных исследований.

Во второй главе«Концепция методической системыформирования у студентов обобщенных методов проведенияфизических экспериментальныхисследований» представлены обоснованиеконцепции, ее основные положения и модельметодическойсистемы обучения студентовсамостоятельному проведению физическихэкспериментальных исследований. Концепциясоздается с целью построения моделиметодической системы обучения студентов иизменения на ее основе целевых,содержательных, процессуальныхкомпонентов их подготовки к самостоятельномупроведению физических экспериментальныхисследований.

Концепция направленана изменение сложившихся подходов вструктуре учебного процесса, содержаниизанятий и методике обучения студентов в физических практикумахуниверситетов.

Обоснованиемконцепции являются фундаментальныепредставления о сущности физического познания, ролиэксперимента в создании теорий и моделейокружающейдействительности, изложенные в трудахФ. Бекона, Н. Винера, В. Гейзенберга, Я.Б. Зельдовича, П.Л. Капицы, П.Е. Сивоконь, И.Е. Тамма, А. Эйнштейна и др., атакже закономерностипсихолого-педагогической теориидеятельности, открытые и сформулированныеЛ.С. Выготским, П.Я. Гальпериным, А.Н. Леонтьевым,С.Л. Рубинштейном и получившие дальнейшееразвитие втрудах Н.Ф. Талызиной, З.А. Решетовой, И.А.Володарской, В.В. Давыдова,
И.И. Ильясова, Д.Б. Эльконина и др.

Основные положенияконцепции следующие:

1) Цель подготовкистудентов к самостоятельному проведениюэкспериментальных физическихисследований — студент, владеющий обобщеннымиметодамирешения задач, многократно возникающихперед физиками-экспериментаторами.

2) Для достижения целинеобходимо так организовать учебныйпроцесс, чтобы знания, опорные для выполнениядействий, входящих в содержаниеобобщенныхметодов решения, и сами эти методы сталипредметом специального усвоения студентами,что позволит подготовить их к будущейпрофессиональной деятельности.

3) Подготовкастудентов к самостоятельным исследованиямдолжна осуществляться на специально выделенныхдля этой цели занятиях по общей иэкспериментальной физике, которые будут иметьспецифическое содержание, методику идидактическое обеспечение.

4) Учебный процессдолжен строиться так, чтобы у студентоввозникла потребность в самостоятельномпроведении экспериментальных физическихисследований.

5) Овладение обобщеннымиметодами самостоятельного проведенияэкспериментальных физическихисследований предполагает,что выделитьих должны сами студенты.

6) Самостоятельноепроведение экспериментальных физическихисследованийвключает в себя формулировку целиисследования;разработку принципиальной схемыэкспериментальной установки, подборприборов,составление программы монтажа и монтажэкспериментальной установки; составлениепрограммыэкспериментального исследования и егопроведение; обработку полученных результатов иформулировкувыводов. Обобщенные методы выполнения этихвидовдеятельности должны применятьсястудентами при проведении любого конкретногоэкспериментального исследования впрактикуме. Формирование указанных методов возможнотолько при многократном проведениисамостоятельных экспериментальныхисследований.

7) Обучение обобщеннымметодам проведения экспериментальныхфизическихисследований должно быть доведено доуровня, когда эти методы станут опорой дляпроведения любых физическихэкспериментальных исследований.Методическая система обученияпредставляет определенную совокупностькомпонентов,образующих единое целое в их взаимодействии,которое может быть разделено определеннымспособом. Исходя из традиционныхпредставлений, под методической системойформирования у студентов обобщенныхметодов проведения физических экспериментальныхисследований будем понимать совокупностьвзаимосвязанных компонентов (цель,содержание, методы, средства иорганизационные формы), необходимых длясоздания такого учебного процесса, врезультате которого студенты овладеютметодами планирования и проведения любогофизическогоисследования.

Под модельюметодической системы будем понимать ееидеальный образ, используемый приопределенных условиях в качестве ее«заместителя». Модель методической системы формирования устудентов обобщенных методовсамостоятельного проведенияэкспериментальных физическихисследований можно представить в видесхемы на рис. 1.

В третьей главе«Типовые познавательныезадачи, решаемые в физических практикумахуниверситетов, и обобщенные методы ихрешения» проанализированы описанияэкспериментальных физическихисследований классического, неклассического ипостнеклассического периодов развитиянауки. Установлено, что целиэкспериментальных исследований можнообобщить следующим образом:

Цель— студенты,способные самостоятельно планировать ипроводить любые экспериментальныеисследования


Структура физическогопрактикума

I. Системазанятий по формированию обобщенныхметодов решения ПЗ выделенных типов II. Системазанятий по проведению конкретныхфизических исследований
Содержательный компонент

I. Типызадач Обобщенные методырешения. Опорные знания, способыпроведения эксперимента II.Формулировка целей физическихэкспериментальных исследований,соответствующих типовым ПЗ


Процессуальный компонент

I. Методика,основанная на многократном выполненииотдельных действий обобщенныхметодов II. Методикаорганизации самостоятельного проведенияфизических экспериментальныхисследований с опорой на обобщенныеметоды
I. Задания,позволяющие сформировать отдельныедействия, входящие в структуру методов, иметоды в целом II. Задания
в виде формулировок
типовых ПЗ

Дидактические средства
Результат обучения — студенты,овладевшие обобщенными методамиэкспериментального решения типовыхпознавательных задач

Рис. 1.Модель методической системы формированияу студентов обобщенных методовсамостоятельного проведенияэкспериментальных физическихисследований

—выяснить, что это за явление(опыты Г. Герца, приведшие к открытиюфотоэффекта;опыты У. Томсона, Д. Чедвика и других, приведшие коткрытию электрона, нейтрона и созданию связанных с этимтеорий; опыты Релея — Бенара по пространственному упорядочению,приведшие к открытию диссипативнойсамоорганизации, идр.);

—установить, зависит ли одна физическаявеличина от другой (опыты Г. Галилея по установлению фактазависимости ускорения свободного паденияот массы тела; опытыЖ.И. Алферова по установлению фактазависимости подвижности электронов идырок в кремнии от концентрации атомовпримеси и др.);

—найти конкретное значение конкретнойфизической величины (опыты Л. Физо, М. Фуко, А. Майкельсона по нахождению значения скорости света;опытыМилликена по нахождению значения зарядаэлектрона; многочисленные опыты понахождениюпостоянной Планка и др.);

—установить вид зависимостиодной физической величины от другой (опыты Кулона поустановлению вида зависимости силывзаимодействия двух заряженных тел отзначения этих зарядов и расстояния междуними; опыты Д. Цуи и Х. Штёрмера по выяснению видазависимости сопротивления,проводимости и потенциала от величиныквантования холловскогосопротивления и др.).

Все эти цели можнорассматривать в качестве типовыхпознавательных задач, решаемых с помощьюфизического эксперимента.

ПЗ№1. Воспроизвести физическоеявление





ПЗ№2. Установить, зависит ли однафизическая величина от другой ПЗ№3. Найти значение физическойвеличины ПЗ№4. Установить видзависимости одной физической величины отдругой

Рис. 2.Типы познавательных задач в физическихпрактикумах университетов

Однако для учебногопроцесса познавательную задачу №1 следуетпереформулировать в задачу«Воспроизвести физическое явление», таккак результатом решения познавательной задачи«Что это за явление?» будет определениефизическогоявления, а студенты при выполнениилабораторных работ физического практикумаопределения физических явлений несоздают. Таким образом, целямиэкспериментальных исследований вфизических практикумах должны бытьпознавательные задачи,показанные на рис. 2.

Разработаносодержание обобщенных методоврешениявыделенных познавательных задач.

Обобщенный методэкспериментального воспроизведениялюбого физического явления включает в себяследующие действия:

1) выделитьструктурные элементы определенияфизического явления;

2) выделить элементыэкспериментальной установки и ихсвойства;

3) разработатьпринципиальную схему экспериментальнойустановки, с помощью которой можновоспроизвести изучаемое физическоеявление;

4) оценить параметрыэлементов экспериментальной установки, покоторымосуществляется взаимосвязь этихэлементов;

5) подобрать(изготовить) приборы с эксплуатационнымихарактеристиками, соответствующимирасчетным;

6) составить программу монтажаэкспериментальной установки;

7) смонтироватьэкспериментальную установку;

8)воспроизвестифизическое явление;

9) проверить,действительно ли запланированное явлениевоссоздановследствие воздействия выделенных объектов, а непо каким-то другим причинам.

Каждое действиеметода имеет свой операционный состав.Примерсодержанияпервого действия приведен втабл. 1.

Из таблицы видно, чтокаждая операция выполняется с опорой наопределенные обобщенные знания:структурными элементами определенияфизического явления являются материальныйобъект 1 (МО 1) и его свойства в начальномсостоянии;материальный объект 2 (МО 2) и его свойства вначальном состоянии; воздействие(взаимодействие) объектов и условия, прикоторых оно осуществляется.

Таблица 1

Содержание действия«Выделить структурные элементыопределения воспроизводимогофизического явления»

Название действия Содержание действия
Выделить структурные элементыопределения физического явления • Назвать физическое явление,которое надо воспроизвести.
• Определить физическое явление,которое надо воспроизвести.
• Проверить, содержатся ли вопределении физического явления сведенияо взаимодействующих объектах,взаимодействии, результатах испецифических условиях их взаимодействияна макроуровне (чувственно воспринимаемомуровне).
• Выделить из определенияфизического явления обобщенные знания оего структурных элементах: — обобъекте (МО 1), состояние которогоменяется; — обобъекте (МО 2), воздействие которого на МО 1приводит к изменению его состояния; — орезультатах этого воздействия — изменениисостояния МО 1; — обусловиях, в которых происходит воздействиеМО 2 на МО 1

Обобщенный методрешения ПЗ №2 «Установление фактазависимости одной физической величины от другой»представляет собой последовательностьследующих действий:

1) выяснить, какую величинунужно изменять; какие величины нужноизмерять;какие величины нужно оставить постоянными;какими способами можно изменятьвыделенную величину; какими способамиможно измерить указанные величины; какимиспособами можно сохранять значениевыделенных величин постоянными;

2) выбрать конкретныеобъекты исследования (не менее трех);

3) выяснить, какая изизмеряемых величин будет независимой, акакая –зависимойпеременной;

4) выбрать способфиксирования экспериментальныхданных;

5) зафиксироватьсвойство объекта исследования в начальномсостоянии;

6) привестивоздействующий объект в контакт с объектомисследования (осуществитьвоздействие);

7) зафиксироватьинтенсивность явления и интенсивностьвоздействия (занести в таблицу);

8) привести объектисследования в первоначальноесостояние;

9) изменитьинтенсивность воздействия;

10) зафиксироватьинтенсивность явления и интенсивностьвоздействия и вновь занести в таблицу;

11) проделать действия7—9 не менеетрех раз;

12) сформулироватьответ на познавательную задачу № 2 вкачественном виде: величина … зависит (независит) от … величины: при увеличении(уменьшении)… величины величина… увеличивается(уменьшается) для объекта исследования, с которымпроводился эксперимент;

13) выполнить действия4—12 сдругими объектами исследования;

14) сравнив ответы наПЗ№2 для всех объектов исследования,сформулировать общий ответ на ПЗ№2 вкачественном виде: величина … зависит (независит) от… величины: при увеличении (уменьшении) …величины величина… увеличивается(уменьшается).

Обобщенный методнахождения значения физической величинысостоит из следующей системыдействий:

  1. выписать всеформулы, в которые входит искомаявеличина;
  2. выразить искомуювеличину через другие величины, входящие вформулы;
  3. установить, всели величины, входящие в формулу длянахождения значения искомой величины,могут быть найдены прямым измерением;выделить те из них, которые нуждаются ввыражении через другие величины;
  4. выразить вформуле для нахождения значения искомойвеличины все величины через другие, значения которыхмогут быть найдены прямым измерением, и«смонтировать» общую формулу;
  5. выделить теформулы, в которых значения величин могутбыть найдены с помощью имеющихся влаборатории приборов;
  6. из формул,выбранных в результате выполнениядействия 5, выбрать те, по которым значениеискомой величины может быть найденонаиболее коротким путем.

Результат выполненияперечисленных выше действий содержитответы на вопросы «Какими приборами нужнопользоваться, чтобы найти значения величинпрямыми измерениями?» и «Какое явлениенужно воспроизвести?». В силу этогоестественно после составления формулывыполнение следующих действий:

7) разработатьпринципиальную схему ЭУ, позволяющую найтипрямым измерением все величины, входящие вобщую формулу;

8) подобрать приборы,которые целесообразно использовать вданной установке;

9) смонтироватьэкспериментальную установку дляэкспериментального нахождения значенияискомой величины;

10) составить переченьдействий, последовательное выполнениекоторых позволит найти конкретное значениефизических величин прямымиизмерениями;

11) найти значениекаждой величины;

12) найти полнуюабсолютную погрешность каждого прямогоизмерения;

13) записать значениекаждой величины с учетом полной абсолютнойпогрешности измерения;

14) выбрать методнахождения значения и погрешностиизмерения искомой величины;

15) найти значениеискомой величины;

16) вычислитьабсолютную и относительную погрешностикосвенного измерения искомой физическойвеличины;

17) записать результатизмерения с указанием абсолютной иотносительной погрешностей.



Цель: найти значение физическойвеличины







ДА Существует ли прибор для прямогоизмерения этой величины? НЕТ Существуют ли меры измеренияданной величины? Н Е Т Существуют ли методы нахождениязначения этой величины? Самостоятельно разработать методнахождения значения данной физическойвеличины




Подобрать прибор Выяснить, какой метод нужноиспользовать для нахождения значенияискомой величины Изучить существующий метод (методы)нахождения конкретного значения даннойвеличины Разработать ЭУ для реализациипредложенного метода





Изучить инструкцию поиспользова-нию данного прибора Смонтировать ЭУ Подобрать приборы



Найти конкретные значенияконкретной физической величины

Рис. 3.Обобщенный метод нахождения значенияфизической величины

Если приэкспериментальном нахождении значенияфизической величины используется метод,описанный в литературе (напр., методКлемана и Дезорма для определенияотношения теплоемкостей воздуха, методвольтметра и амперметра для нахождениязначения неизвестного сопротивления,резонансный метод и ряд др.), то в этомслучае система действий нескольковидоизменяется. Обобщенный методнахождения значения физической величиныпредставлен на рис. 3.

Обобщенные методы решенияпознавательных задач выделенных типовпроиллюстрируем примером (рис. 4).

Для воспроизведенияявления двойного лучепреломления,заключающегося в раздвоении светового пучкапри прохождении его через анизотропнуюсреду, анализируем определение,выделяем егоструктурные элементы.

Взаимодействующиеобъекты чувственно воспринимаемы, поэтомуопределениекорректировать не нужно. Выявляем объекты ЭУ.объектомисследования является световой пучок,распространяющийся в пределах малоготелесного угла. Воздействующий объект—анизотропная среда. Управляющиеэлементы —диафрагма с малым отверстием, оптическая скамья.Индикатор —вертикально расположенный экран.Принципиальная схема установки будетиметь вид, показанный на рис. 5. Параметрыэлементов ЭУ оцениваются исходя изспособности глаза различить объекты,отстоящие друг от друга на 0,1 мм. Считаядиаметр светового пучка порядка 1—2 мм,расстояние
между центрамипучков должно составлять 2—5 мм.

В затемненномпомещении интенсивность световых пучков,полученных с помощью лампы накаливания,достаточна для наблюдения данногоявления.

Выведем формулу,связывающую пространственное расщеплениепучка с толщиной кристалла и значениямипоказателя преломления обыкновенного инеобыкновенного лучей, по которой можнонайти параметры воздействующего объекта.Для этого изобразим ход лучей в кристалле.Получившаяся формула имеет вид,
где ne — показательпреломления для необыкновенного луча,no —показатель преломления для обыкновенноголуча, l—расстояние между лучами, d —толщина кристалла (рис. 5). Используясправочные данные о показателяхпреломления no и neдля различных наиболее распространенныхкристаллов и полагая расстояние l между лучами равным 4 мм,рассчитаемтолщину кристалла (см.табл. 2).

Таблица 2

Толщинаразличных кристаллов

Кристалл no ne d, мм
Исландский шпат(положительный) 1,658 1,486 0,496 8
Натриевая селитра(положительный) 1,585 1,337 0,635 6,3
Кварц(отрицательный) 1,543 1,552 0,11 36,4
Лед(отрицательный) 1,309 1,310 0,045 90

Для воспроизведенияявления двойного лучепреломленияподобраны приборы с эксплуатационнымихарактеристиками, соответствующимирасчетным. Источником света будет лампанакаливания мощностью 50—100 Вт, питаемая отисточника тока напряжением 12—220 вольт; в качествевоздействующего объекта — кристаллисландского шпата, имеющийся в наборе: унего наибольшая разница показателейпреломления обыкновенного инеобыкновенного лучей. В качествеуправляющих элементов, с помощью которыхвыделяется узкий пучок света, используемирисовую диафрагму диаметром 1—2 мм. НеподвижностьОИ и ВО относительно друг другаобеспечивается штативами переменнойвысоты, укрепленными на оптической скамье.Далее составляется программа монтажа ЭУ,осуществляется ее монтаж ивоспроизводится физическое явление.

Применениеобобщенного метода решения ПЗ№3, связанноес нахождением значения показателяпреломления кристалла, проиллюстрируем ввиде табл. 3.

Таблица3

Примеррешения познавательной задачи третьеготипа

Действия обобщенного метода Результатвыполнения каждого действия
1. Составить формулу для нахождениязначения искомой величины:
1) выписать все формулы,в которые входит искомая величина; 1) ;, гдеd – толщинакристалла, – уголпадения первоначального луча, – угол преломления, n – показательпреломления, l –смещение луча от первоначального направления.Других формул нет;
2) выразить искомуювеличину через другие величины, входящие вформулы; 2) первая формулаочевидна; из второй формулы ;
3) установить, всели величины, входящие в формулу для нахождениязначения искомой величины, могут бытьнайдены прямым измерением; выделить те изних, которые нуждаются в выражении черездругие величины; 3) прямым измерениемможет быть найдена толщина кристаллаd, уголпадения луча, угол преломления, смещение луча от первоначальногонаправления l;
4) выразить вформуле для нахождения значения искомойвеличины все величины через другие,значения которых могут быть найдены прямымизмерением, и «смонтировать» общую формулу; 4) так какугол преломления внутри кристалла меритьзатруднительно, то воспользуемсяформулой ;
5) выделить теформулы, в которых значения величинмогут быть найдены с помощью имеющихся влаборатории приборов; 5) имеющиеся влаборатории приборы позволяютвоспользоваться любой из них;
6) из формул, выбранных врезультате выполнения действия 5, выбрать те, покоторым значение искомой величины можетбыть найдено наиболее короткимпутем 6) не выполняем
2. Разработатьпринципиальную схему ЭУ, позволяющую найтипрямым измерением все величины, входящие в общуюформулу: 2. Принципиальная схема ЭУ:
а) выделитьфизическое явление, которое нужновоспроизвести; а) нужно воспроизвестиявление преломления в анизотропномоптически прозрачном кристалле;
б) составитьпринципиальную схему ЭУ длявоспроизведения этого явления; б) принципиальная схемадля воспроизведения этого явленияприведена на рисунке
в) внести коррективы дляпрямого измерения величин, входящих в общуюформулу в) вносимкоррективы для прямого измерения величин, входящих вобщую формулу. Угол падения лучабудем измерять с помощью гониометра снониусом, толщину кристалла и смещениелуча – спомощью штангенциркуля, длину волны задаемсветофильтром
3. Подобрать приборы, которыецелесообразно использовать в даннойустановке 3. Переченьприборов для экспериментальной установки:лампа накаливания с источником питания, гониометр снониусом –точность измерения 0,1 градуса, штангенциркуль– точностьизмерения 0,1мм

Познавательная задачаоб установлении вида зависимости однойфизическойвеличины от другой (ПЗ№4) может возникнутьлишь после того, как получен положительныйответ на познавательную задачу второготипа и когда известен метод нахожденияконкретного значения физической величины,т.е. решена и третья познавательная задача.Следовательно, решение этой задачиявляется продолжением решений ПЗ№2 и ПЗ№3, ихзаключительным этапом. Задача решаетсяпутем обработки экспериментальных данных,полученных при решении ПЗ№2 способом, разработаннымв ПЗ№3.

Целью подготовкистудентов к самостоятельному проведениюэкспериментальных физических исследованийдолжно стать формирование у нихобобщенныхметодов решения познавательных задачвыделенных типов.

В четвертой главе«Модель учебного процесса по формированиюу студентовобобщенных методов решенияэкспериментальных познавательных задач»описаны новая структура организации вуниверситетах практикумов по общей иэкспериментальной физике, методикаобучения студентов обобщенным методампроведения экспериментальных физическихисследований, а также дидактическоеобеспечение учебного процесса.

Систему занятий поформированию действий, входящих всодержание обобщенных методов решенияэкспериментальных познавательных задач, иобобщенных методов в целом предлагаетсяразбить на четыре этапа.

На первом этапестуденты должны научиться обобщеннымметодам решения познавательных задач,связанных с воспроизведением физическогоявления и установлением факта зависимостимежду физическими величинами (ПЗ№1, ПЗ№2).Студенты должны овладеть следующимидействиями: выделение структурных элементовэкспериментальных установок; выделениесвойств элементов экспериментальнойустановки, значимых для воспроизведениязапланированного явления; составлениепринципиальных схем ЭУ длявоспроизведения физических явлений ипроведения физических исследований. Этидействия являются для всех студентовновыми и потому могут быть сформированытолько при многократном их выполнении сразличными физическими явлениями. Дляпроверки сформированности этих действий студентамможно предложить разработатьпринципиальные схемы экспериментальныхустановок для решения одной изпознавательных задач, например,установить, зависит ли 1) количествотеплоты, выделяемой при сгораниитоплива, от его массы; 2) сопротивлениеэлектролита от температуры; 3) силафототока от длины волны света и др.

Студенты, успешновыполнившие контрольное задание, должныприступить кизучению конструкций и назначенияразличных экспериментальных установок, имеющихся вфизическом практикуме данногоуниверситета. Для этого им необходимо: 1) выделитьфизическое явление, которое воспроизводитданная ЭУ;
2) разработатьварианты принципиальных схем ЭУ,позволяющие воспроизводить выделенноестудентом физическое явление; 3)установить, какому варианту принципиальной схемысоответствует данная ЭУ; 4) указать, какиеэлементы этой ЭУ выполняют функции объектаисследования, воздействующего объекта,управляющихэлементов и индикатора; 5) сформулироватьпознавательные задачи, которые можнорешить с использованием даннойэкспериментальной установки.

Далее студентытренируются в планировании действий порешению познавательных задач, сформулированныхпри изучении имеющихся в лабораторииэкспериментальных установок. Занятия попланированию воспроизведения физических явлений иисследований при установлении зависимостимежду величинами с использованием даннойэкспериментальной установки должныпроводиться на материале лабораторныхработ раздела «Механика». Описаннаясистема занятий должна осуществляться в первомсеместре.

Цель второго этапа— обучениестудентов проведению исследований,соответствующих познавательнымзадачам третьего и четвертого типов: найтиконкретноезначение физической величины и установитьвид зависимости одной физической величиныот другой. Особенностью решения задач этихтипов является необходимостьматематической обработки и графическогопредставления результатов экспериментов. В силуэтого действия, связанные с методамиоценки погрешностей прямых и косвенныхизмерений физических величин (вычислениеслучайной погрешности, абсолютной и относительнойинструментальной погрешностей,погрешностей отсчета и вычисления, правильнаязапись результатов измерений вэкспериментах, полная обработкарезультатов прямых измерений, правилапостроения графика зависимости междувеличинами, значения которых найдены вэкспериментах), должны стать предметомспециального усвоения. Дляформирования обобщенных методов решенияэтих ПЗ проводятся занятия, на которыхстуденты решают их самостоятельно на примерахлабораторных работ по молекулярной физикеи термодинамике. Также студенты могут найти конкретноезначение и установить вид зависимости,используялабораторные установки для изучениямеханических явлений. Лабораторные работымогут выполняться по обычному графику.

Понятно, что дляформирования обобщенных методовпроведения экспериментальных физическихисследований, соответствующих выделеннымпознавательным задачам, необходимо время,что обосновывает введение курса,направленного на формирование новыхдля студентов действий. Такой курсразработан и назван «Введение в практикумпо общей физике». Он рассчитан на двасеместра.

Результатомреализации курса «Введение в практикум пообщей физике» является студент, способныйспланировать и провести экспериментальноеисследование с применением обобщенныхметодов в соответствии с поставленнойцельюисследования.

Цель третьего этапа—подготовка студента, способного с опоройна обобщенные методы решенияпознавательных задач различных типовсамостоятельно сформулироватьпознавательную экспериментальную задачу,спланировать систему действий по еерешению, решить ее и критически оценитьполученный результат. Еслирассматривать описанную выше модельучебного процесса на примереподготовки бакалавров физики, то третийэтап приходится на 3—5-йсеместры, наизучение разделов «Электричество имагнетизм», «Оптика», «Атомная иквантовая физика». Выполнение работкаждого из названных разделов предваряетсяинформацией преподавателя об особенностяхиспользуемых объектов исследований испецифических условиях взаимодействий. Наэтом этапе студенты, пользуясь обобщеннымиметодами, многократно планируют и проводятисследование физических явленийразличной природы.

Таблица 4

Организациядеятельности студентов при обучениисамостоятельному проведениюэкспериментальных физическихисследований

Содержание этапа Деятельность студентов Дидактические средства
Формирование отдельных действий,входящих в обобщенные методы решенияпознавательных задач, связанных своспроизведением любого физическогоявления и установлением факта зависимостимежду физическими величинами;планирование и проведениеэкспериментальных исследований сприменением данных методов Выделяют структурные элементыЭУ и их свойства, значимые длявоспроизведения любого физическогоявления. Корректируют определенияразличных физических явлений. Разрабатывают принципиальныесхемы ЭУ для проведения физическихисследований. Самостоятельно формулируютцель исследования. Самостоятельно изучаютэкспериментальные установки, используемыев практикуме по общей физике. Планируют воспроизведениемеханических физических явлений иисследования по установлению фактазависимости между величинами сиспользованием разработанной ЭУ напримере механических явлений (выполнениеработ по графику и их защита) (Фрагментырабочей тетради для студентов) Задание. Выделите структурные элементыэкспери-
ментальныхустановок (предлагаются описания ипринципиальные схемы различных ЭУ). Привыполне-
нии заданияруководствуйтесь учебной картой. Задание. Сформулируйте цельэкспериментального исследования всоответствии с выделенными типовымипознавательными задачами. Задание. Разработайте принципиальные схемыЭУ для достижения сформулированных вамицелей. Задание. Изучите назначение и конструкцииЭУ, имеющихся в практикуме, сравните сразработанной вами принципиальной схемойЭУ, внесите коррективы в схему
Формирование отдельных действий,входящих в обобщенные методы решенияпознавательных задач, связанных снахождением конкретного значенияфизической величины и установлением видазависимости между физическими величинами;планирование и проведениеэкспериментальных исследований сприменением обобщенных методов Учитывают поправки припользовании измерительными приборами.Выявляют случайные погрешности. Планируютдействия по нахождению случайнойпогрешности. Проводят полную обработкурезультатов измерений. Находят необходимое числоизмерений для достижения заданнойточности. Выявляют вид зависимостимежду физическими величинами. Создают условия дляминимизации относительной погрешностиотдельных измерений. Находят значение физическихвеличин по результатам прямыхизмерений. Изучают известные методынахождения конкретного значенияфизических величин. Планируют и проводятисследования при решении познавательныхзадач различных типов с использованиемразработанных ЭУ на примере явлениймеханики, молекулярной физики итермодинамики (выполнение работ по графикуи их защита) (Фрагментырабочей тетради для студентов) Задание. Выделите (обведите номер рамкой)ситуации, в которых необходимо вычислятьслучайную погрешность, и укажите возможныепричины этой погрешности (приводитсяперечень ситуаций). Задание. Укажите ошибку, которую допустилэкспериментатор при вычислении случайнойпогрешности и в методике проведенияэксперимента в указанных ниже ситуациях(ситуации предлагаются). Задание. Составьте систему действий понахождению случайной погрешности вследующих ситуациях (ситуации предлагаются). Задание. Проведите полную обработкурезультатов измерений в проведенныхисследованиях. Задание(контрольное). Установите вид зависимости междуфизическими величинами при исследованииследующих физических явлений (называютсяисследования, выполненные студентами порешению второй познавательной задачи).Постройте графики на миллиметровойбумаге
Самостоятельное планирование ипроведение экспериментальных физическихисследований, цели которых соответствуютформулировкам познавательных задачвыделенных типов Самостоятельно планируют ипроводят исследования, связанные своспроизведением физических явлений,нахождением значений физических величин иустановлением вида зависимости между нимина примере явлений электричества,магнетизма, оптики, атомной и квантовойфизики Задание.Найти значение точки Кюридля имеющегося образца (сплавизвестен). Задание. Используя метод Бесселя, найтизначение фокусного расстояниярассеивающей линзы. Задание. Установить вид зависимостипоказателя преломления имеющейся призмыот длины волны света. Задание. Найти значение удельного зарядаэлектрона
Самостоятельное планирование ипроведение студентами любыхэкспериментальных исследований Самостоятельно планируют ипроводят экспериментальные исследования,связанные с решением типовыхпознавательных задач в практикумах поэлектро- и радиотехнике, основамавтоматики и вычислительной техники,спецфизпрактикумах и др. Формулировки заданий изруководств к практикумам • Найтиудельное значение постоянной Фарадея дляпленок состава (YSmCaLu)3(FeGe)5O12(практикум помагнитооптическим измерениям). •Установить вид зависимости состояниявыходов логических схем (шифратор,дешифратор и другие) от сигналов, поданныхна их входы (практикум по основамавтоматики и вычислительнойтехники). • Установить вид зависимости токаколлектора транзистора от тока эмиттера(практикум по электрорадиотехнике)
Цель: Студенты, овладевшиеметодами решения познавательных задачвыделенных типов


1-й семестр Специальные занятия по обучениюстудентов решению ПЗ первого и второготипов I э т а п

Занятия, на которых студентырешают познавательные задачи первого ивторого типов самостоятельно (на примеремеханики)



2-й семестр Специальные занятия по обучениюстудентов решению ПЗ третьего и четвертоготипов II э т а п


Занятия, на которых студентырешают познавательные задачи третьего ичетвертого типов самостоятельно (напримере молекулярной физики)



3—5-йсеместры Занятия, на которых студентывыполняют экспериментальные исследованияфизических явлений различнойприроды III э т а п



6—10-й семестры Занятия различных практикумов, накоторых студенты самостоятельно проводятлюбые экспериментальныеисследования IV э т а п





Pages:   || 2 |
 
Похожие работы:

«ГОЛЫШЕВА Светлана Павловна ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ ЭКОЦЕНТРИЧЕСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩИХ АГРОНОМОВ Специальность 13.00.01 – общая педагогика, история педагогики и образования АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Улан-Удэ – 2013 Работа выполнена на кафедре математического анализа и методики преподавания математики ФГБОУ ВПО Бурятский государственный университет Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор...»

«Журбенко Елена Юрьевна ФОРМИРОВАНИЕ ГОТОВНОСТИ БУДУЩИХ ПЕДАГОГОВ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ К ХУДОЖЕСТВЕННОМУ РАЗВИТИЮ УЧАЩИХСЯ Специальность 13.00.01 – общая педагогика, история педагогики и образования АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Самара – 2010 Работа выполнена на кафедре педагогики и психологии художественного образования Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Поволжская...»

«Оринчук Вячеслав Анатольевич Педагогические УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ качества жизни студентов 13.00.01 – Общая педагогика, история педагогики и образования А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Нижний Новгород - 2009 Работа выполнена в ГОУ ВПО Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет Научный руководитель член-корр. РАО, доктор философских наук, профессор Лебедев Юрий Александрович Официальные...»

«Кадина Ирина Викторовна Игровые методы обучения в системе профессиональной подготовки специалистов агроинженерного профиля 13.00.08 – Теория и методика профессионального образования А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Самара 2008 Работа выполнена в ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия Научный руководитель доктор педагогических наук, профессор Коломок Оксана Ивановна Официальные оппоненты:...»

«ШАРИПОВА ДИЛЬБАР ЯХЪЯЕВНА ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НРАВСТВЕННО - ПАТРИОТИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ НА ОСНОВЕ РАЗВИТИЯ КРИТИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ 13.00.01 – общая педагогика, история педагогики и образования (педагогические науки) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора педагогических наук Душанбе – 2011г. Работа выполнена на кафедре педагогики Таджикского государственного педагогического университета имени Садриддина Айни Официальные...»

«ЕВСЮКОВА Елена Владимировна ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОРРЕКЦИОННОЙ РАБОТЫ В ПРОЦЕ С СЕ ОБУЧЕНИЯ БУДУЩЕГО УЧИТЕЛЯ МАТЕМАТИКИ ЭЛ Е МЕНТАМ ЛОГИКИ И ТЕОРИИ МНОЖЕСТВ В ПЕДВУЗЕ 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (математика, уровень высшего профессионального образования) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Омск – 2007 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Тобольский...»

«ЕВСЕЕВ Александр Владимирович ПедагогическИЙ контролЬ за технико-тактической деятельностью игроков команды по мини-футболу 13.00.04 – Теория и методика физического воспитания, спортивной тренировки, оздоровительной и адаптивной физической культуры АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Екатеринбург 2006 Работа выполнена в ГОУ ВПО Уральский государственный педагогический университет Научный руководитель: доктор педагогических наук,...»

«Нащекина Наталья Викторовна ПОДГОТОВКА РУКОВОДИТЕЛЕЙ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ К РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГНОСТИЧЕСКОЙ НАПРАВ ­ ЛЕННОСТИ УПРАВЛЕНЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 13.00.08. – теория и методика профессионального образования Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Курск – 2009 Работа выполнена на кафедре непрерывного профессионального образования ГОУ ВПО Курский государственный университет Научный руководитель: доктор педагогических наук...»

«Алексанина Наталья Сергеевна управление инновационной деятельностью образовательных учреждений в учебном округе 13.00.01 – общая педагогика, история педагогики и образования Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Москва 2007 Работа выполнена в Московском гуманитарном университете на кафедре педагогики и психологии высшей школы Научный руководитель доктор педагогических наук, профессор Шарай Надежда Андреевна Официальные оппоненты:...»

«ЮДИНА Наталья Алексеевна Методика обучения учащихся анал о гии на заключительном этапе решения планиметрических задач Специальность 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (математика) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Волгоград – 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Омский государственный педагогический университет. Научный...»

«Фу Яньцзе МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ АДЕКВАТНОМУ ВОСПРИЯТИЮ И УСВОЕНИЮ ЛИНГВОКУЛЬТУРОЛОГИЧЕСКОГО КОМПОНЕНТА РУССКИХ ЛЕКСИЧЕСКИХ ЕДИНИЦ (НА ПРИМЕРЕ СЕМАНТИЧЕСКОГО ПОЛЯ ВРЕМЯ) Специальность 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (русский язык как иностранный) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Москва 2010 Работа выполнена на кафедре культуры русской речи Нижегородского государственного педагогического университета Научный...»

«Каурцев Михаил Никитович ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕРАКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ РАБОТЕ КАК РЕСУРС ЛИЧНОСТНО-ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО РОСТА ПЕДАГОГОВ Специальность13.00.01 – общая педагогика, история педагогики и образования АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Улан-Удэ – 2011 Работа выполнена в ГОУ ДПО Иркутский институт повышения квалификации работников образования Научный руководитель: Переломова Наталья...»

«КОЛЕСНИК Игорь Степанович СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ СИСТЕМЫ ПОДГОТОВКИ БОКСЕРОВ ВЫСОКОЙ СПОРТИВНОЙ КВАЛИФИКАЦИИ 15-17 ЛЕТ 13.00.04 – теория и методика физического воспитания, спортивной тренировки, оздоровительной и адаптивной физической культуры АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических...»

«МОРДОВИНА Татьяна Валерьевна ОБУЧЕНИЕ МАГИСТРАНТОВ ПИСЬМЕННОМУ НАУЧНОМУ ДИСКУРСУ (НА МАТЕРИАЛЕ НАУЧНОЙ СТАТЬИ; АНГЛИЙСКИЙ ЯЗЫК) 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (иностранные языки) А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени...»

«ТОКАРЕВА Людмила Ивановна ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ У УЧАЩИХСЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ШКОЛ Специальность 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (математика, уровень общего образования) А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических наук Москва - 2010 Работа выполнена на кафедре образовательных технологий факультета педагогического образования ФГОУ ВПО Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова...»

«Холодцова Ирина Ивановна Учебно-исследовательская деятельность как средство профессиональной ориентации старшеклассников (на примере объединений дополнительного образования туристско-краеведческого профиля) 13.00.01 – общая педагогика, история педагогики и образования АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Москва - 2007 Работа выполнена на кафедре Менеджмента туризма и гостеприимства НОУ ВПО Институт технологии туризма и в...»

«Чекмаева Юлия Викторовна ТРАДИЦИИ ПОДГОТОВКИ ДЕТЕЙ МОРДОВСКОГО НАРОДА К БУДУЩЕЙ СЕМЕЙНОЙ ЖИЗНИ ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ 19 – НАЧАЛЕ 20 ВВ. Специальность 13.00.01 – общая педагогика, история педагогики и образования А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Москва 2011 Работа выполнена на кафедре педагогики начального обучения факультета начальных классов ГОУ ВПО Московский педагогический государственный университет Научный...»

«Афанасьева Ольга Юрьевна ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ КОММУНИКАТИВНЫМ ОБРАЗОВАНИЕМ СТУДЕНТОВ ВУЗОВ: МЕТОДОЛОГИЯ, ТЕОРИЯ, ПРАКТИКА 13.00.08 – теория и методика профессионального образования АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических наук Челябинск 2008 Работа выполнена в ГОУ ВПО Челябинский государственный педагогический университет Научный консультант: доктор педагогических наук, профессор Никитина Елена Юрьевна Официальные оппоненты: доктор...»

«ЛИТВИНЕНКО Татьяна Викторовна РАЗВИТИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНО ВАЖНЫХ КАЧЕСТВ ПЕДАГОГА В ПРОЦЕССЕ САМООБРАЗОВАНИЯ Специальность 13.00.08 – теория и методика профессионального образования (педагогические науки) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Омск 2010 Работа выполнена на кафедре социальной педагогики ГОУ ВПО Омский государственный педагогический университет Научный руководитель : доктор педагогических наук, профессор Сергей...»

«Абидова Умайра Фазилджановна ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНТЕГРАЦИИ ДЕТЕЙ СРЕДНЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА В ПОЛИКУЛЬТУРНОЕ ПРОСТРАНСТВО Специальность 13.00.01 – общая педагогика, история педагогики и образования АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Москва - 2012 Работа выполнена на кафедре педагогики Негосударственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский психолого-социальный университет Научный...»








 
2014 www.avtoreferat.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.