WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаПедагогіка, Сценарії виховних заходів → Організація проблемного навчання фізики на основі нових інформаційних технологій - Реферат

Організація проблемного навчання фізики на основі нових інформаційних технологій - Реферат

Можна також залишити довжину хвилі сталою і змінювати ширину щілини S; тоді виявляється, що міра викривлення фронту хвиль, що пройшли, залежить не від S або l окремо, а від відношення l/S.

Рис 1. Дифракційна картина поширення світла при параметрах L=60, S=60 (відносних одиниць).

Таким чином, хвилі "сильно дифрагують", проходячи через щілини, розміри яких сумірні з довжиною хвилі; в випадках, коли довжина хвилі дуже мала у порівнянні з розмірами щілини, дифракція виявлена дуже слабко.

Після демонстрації учням необхідно пояснити сутьність явища, що спостерігається. Це можна зробити використовуючи, метод Гюйгенса-Френеля або метод Юнга.

Одержані висновки перевіряються матеріальним експериментом, поставленим у будь-якому варіанті.

Даний приклад iлюструє роль IЕ в рішенні проблеми.

II. Визначення нових закономірностей і нових властивостей об'єкта

Проілюструємо це на прикладі вивчення дифракції світла на двох щілинах (дослід Юнга).

Дослід Юнга ставиться з двома малими отворами, одержаними в екрані проколами. Для збільшення інтенсивності світла в максимумах дифракційної картини дослід Юнга в шкільній практиці ставиться з двома вузькими щілинами. Вузькі щілини наносять на засвітлену і проявлену фотопластинку (негатив). За допомогою такої пластинки корисно провести індивідуальні спостереження дифракції від подвійної щілини. Припускається, що учні не знають, від чого залежить дифракційна картина від двох щілин. Після реальної демонстрації учителем чи проведення фронтального досліду, учням пропонується перейти до IЕ, ввести дані за своїм розсудом і спостерігати за iнтерференційною картиною дифрагуючих променів на екрані. Зміна вхідних параметрів (довжини хвилі, розміру щілин, відстані між щілинами, відстані від щілин до точки спостереження, масштаб) забезпечує утворення проблемної ситуації і сприяє її рішенню.

Рис. 2 Дифракційна картина поширення світла при параметрах L=30, S=50 (відносних одиниць).

Рис. 3 Дифракційна картина поширення світла при параметрах L=15, S=50 (відносних одиниць).

Рис. 4 Дифракційна картина поширення світла при параметрах L=5, S=50 (відносних одиниць).

III. Підтверження або спростування стверджень за запланованим результатом.

Це можна продемонструвати на прикладі появи плями Пуассона, тобто існування світлої плями в області геометричної тіні.

Перед учнями ставиться проблема, що буде спостерігатися на екрані при дифракції світла від перепони (круглого екрану чи тонкої нитки).

При виконанні реального експерименту виникає трудність, яка полягає в тому, що джерело світла повинно бути одночасно точковим і достатньо потужним. Відстань від кульки радіусом 1 см до джерела світла й екрану, на якому спостерігається тінь від неї, слід установити приблизно 10 м.

IЕ дозволяє швидко і коректно виконати дослід і вирішити проблему. Зміна вхідних параметрів (довжини хвилі, розміру перепони, відстані від перепони до точки спостереження, масштабу) у ході виконання дослідів призводить до висновку, що для спостереження світлої плями в області геометричної тіні необхідно, щоб розміри непрозорого екрану були порівнювані з розмірами першої зони Френеля, а розміри нерівностей на краю його поверхні не перевищували довжини світлової хвилі.

Аналізуючи приклад шодо підтвердженню чи спростуванню зтверджень, легко спостерігати, що в разі спростування виникає проблемна ситуація, що стосується неврахованих фактів, тобто здійснюється постановка нової проблеми. Нова проблема може стосуватися не тільки вивчення чинників у рамках теорії, що розглядається, але і призводить до суперечності з вивченню теорією.

IV. Вивчення поводження системи при варіюванні параметрів

Проілюструємо цей підхід на основі комп'ютерної моделі досліда з біпризмою Френеля (рис. 5). У даному випадку можливі два варіанти. Перший полягає в тому, що після демонстрації матеріального експерименту переходять до IЕ з метою з'ясування, від яких параметрів і як (якісно) залежить iнтерференційна картина. Після цього переходять до рис.5 і послідовно одержують графічні й аналітичні закономірності. Один із розрахункових випадків знову підтверджується на матеріальному експерименті.

У другому варіанті від матеріального експерименту переходять до

рис. 6. Одержують аналітичні закономірності і переходять до варіювання параметрів в IЕ за рис. 6 (відстані від джерела світла до бiпризми, від бiпризми до екрану). Для підтвердження істинності висновків звертаються до матеріального експерименту.

У будь-якому варіанті аналізується ситуація з метою відповіді на питання: при якому співвідношенні параметрів iнтерференційна картина спостерігається, а при якому - відсутня (чому), як і чому в залежності від змінюваних праметрів ширина iнтерференційних смуг і їх число. Аналіз ведеться на аналітичному і графічному рівнях, а перевірка - за допомогою IЕ. При цьому можливий подвійний підхід: від IЕ до аналітичного і графічного аналізу і навпаки.

Дослідження поводження системи при варіюванні параметрів можна проводити і на якісному рівні. Так, в умовах за рис. 6 результати iлюструють графіком, що дозволяє усвідомити суттєвість явища на достатньо високому рівні.

Рис. 5 Дослід з біпризмою Френеля

Таким чином, ЕОМ можуть застосовуватися не тiльки для математичних розрахункiв, чи у виглядi довiдника для одержання iнформацiї, але також i для моделювання фізичних явищ, з метою надання засобами комп'ютерної графiки наочностi, а також доступностi в розумiннi складних фізичних процесів.

Рис. 6 Вид інтерференційних картин у досліді з біпризмою Френеля при зміні параметрів

При поєднаннi всiх цих прийомiв з елементами самоконтролю, одержуємо хорошу пiдличу для вчителя в поясненнi складних для розумiння тем.

На основі імітаційного копм`ютерного моделювання нами розроблен програмно-методичний комплекс, призначений для: 1) одержання теоретичної iнформацiї; 2) iлюстрацiї явищ, процесiв, що описуються; 3) моделювання фізичних явищ; 4) проведення iмiтацiйного комп'ютерного експерименту; 5) самоконтроля за засвоєнням даного матерiалу; 6) виводу текстової iнформацiї на друкуючий пристрiй, для подальшого вивчення окремих питань за межами комп'ютерного класу.

Література

  1. Анциферов Л.И. ЭВМ в обучении физике: Учебное пособие. Курск: Из-во КГПИ, 1991. - 181 с.

  2. Жук Ю.О. Використання засобів нових інформаційних технологій у навчальній дослідницькій діяльності // Фізика та астрономія в школі. - 1997. - NN 1, 3. - С. 4-7.

  3. Рубинштейн С.Л. Проблемы общей психологии. - М.: Педагогика, 1973.- 423с.

Loading...

 
 

Цікаве