CC BY
76
вает современная музыка, которая создает шум в диапазоне от 10 Гц до 80 кГц. Шумовая нагрузка значительно возрастает при прослушивании громкой музыки через наушники (плееры, сотовые телефоны и т.п.).
Инфразвук - еще один физический фактор, способный оказывать неблагоприятное воздействие на человека.
Инфразвук - это упругие волны с частотами менее 16 Гц. Эти волны не создают слуховых ощущений. Промышленными источниками инфразвука являются работающие двигатели, станки, потоки движущегося транспорта и пр. Негативное влияние инфразвука связано с тем, что в инфразвуковой области лежат частоты собственных колебаний некоторых органов и частей тела человека. Информация о раздражителе передается в нервные центры и вызывает рефлекторные реакции других органов и систем. Из-за резонансных явлений возникающих во внутренних органах и системах (например, частота собственных колебаний для органов грудной клетки составляет (5-8) Гц, для органов брюшной полости - (3-4) Гц), диапазон инфразвуковых колебаний от 2 до 17 Гц считается для человека наиболее физиологически активным.
Содержание последующих разделов, изучаемых студентами-медиками в курсе физики, также обладает значительным экологическим потенциалом, направленным на развитие профессионально-экологического мышления и сознания учащихся. С учетом этих возможностей, преподавание дисциплины «Медицинская физика» может самым активным образом способствовать формированию профессионально-экологической культуры будущего врача.
Литература
1.Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Специальность 060101 (040100) Лечебное дело. - М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2001. - 51 с.
2.Сластенин В.А.. Педагогика профессионального образования: учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / В. А. Сластенин, Е.П. Белозерцев, А. Д. Гонеев. - М.: Академия, 2004. - 368 с.
3.Вербицкий А.А. Основы концепции развития непрерывного экологического образования / А.А. Вербицкий // Педагогика. - 1997. - №6. - С. 31-36.
4.Гирусов Э.В. Экологическая культура и проблемы современной цивилизации / Э.В. Гирусов // Экологическая культура современного общества: материалы междунар. симпозиума. - Новосибирск: Наука, 2000. - С. 31.
5.Крылова Н.Б. Формирование культуры будущего специалиста: метод. пособие / Н.Б. Крылова. - М.: Высш. шк., 1990. - 142 с.
6.Макшанов И.Я. Врачебная деонтология: учеб. пособие / И.Я. Макшанов. - М.: Высш. шк., 1998. - 159 с.
References
1.State educational standards of higher professional education. Speciality 060101 (040100) - Medicine. - M.: Russia SEI, 2001. - P. 51.
2.Slastenin V.A., E.P. Belosertsev, A.D. Goneev. Pedagogy vocational education: The manual for teaching students in higher educational institutions. - M.: Publishing Center "Academy", 2004. - 368 p.
3.Verbitsky A.A. Fundamentals development concept of continuous environmental education // Pedagogy. - 1997. - №6. - P. 31-36.
4.Girusov E.V. Ecological problems of modern culture and civilization // Environmental culture of modern society: an international symposium materials. - Novosibirsk: Science, 2000. - P. 31.
5.Krylova N.B. Shaping the culture of future specialist: Method. appliance. - M.: Vyssh. shk., 1990. - 142 p.
6.Makshanov I.Ya. Medical ethics: train. appliance. - M.: Vysh. shk., 1998. - 159 p.
УДК 521 Л 251
Т.В. Ларина
Московский педагогический государственный университет Россия, 119992, Москва, ул. М. Пироговская , 29. E-mail: [email protected]
Формирование астрофизических понятий в условиях интеграции физики и астрономии
В статье описывается методика формирования астрофизических знаний в курсе физике профильной школы. Астрономический материал включается в виде отдельных вопросов для раскрытия физической сущности явлений, происходящих на различных небесных телах и космическом пространстве, рассмотрения методов астрофизических исследований, органически связываются с вопросами, традиционно изучаемыми в курсе физики. Так же в статье указываются понятия астрофизики для каждого профиля.
2008/15
T. V. Larina
Moscow State Pedagogical University Russia, 119992, Moscow, M. Pirogovskaya str., 29. E-mail: [email protected]
The formation of astrophysical concepts in the conditions of physics and astronomy’s integration
In the article the methodology of formation of astrophysical knowledge in profile school is described. The astronomical material is introduced as separate questions to show the physical essence of the phenomena occurring on various planets and in space, the consideration of methods of astrophysical researches naturally interrelates with questions which traditionally are studied in physics. In clause the concepts of astrophysics for each structure are pointed in the article.
В ходе последней реформы образования астрономию перевели в число предметов по выбору, но в тоже время есть ряд вопросов, которые включены в минимум содержания образования по физике. Это вызывает необходимость интеграции курсов физики и астрономии.
Особенностью предлагаемой нами методики является включение в курс физики элементов астрофизики и знакомство с методами и результатами космических исследований. Астрономический материал включается в виде отдельных вопросов для раскрытия физической сущности явлений, происходящих на различных небесных телах и космическом пространстве, рассмотрения методов астрофизических исследований, органически связывается с вопросами, традиционно изучаемыми в курсе физики.
Изучение астрофизических явлений на планетах, звездах во Вселенной в целом открывает возможности рассмотрения фундаментальных процессов эволюции мира, более полного раскрытия сущности глобальных экологических проблем, а также социальных аспектов исследования и освоения нашей планеты и космического пространства.
В связи с этим при разработке методики обучения учащихся классов различных профилей астрофизическим понятиям будем исходить из положений, выработанных на основе психологических и дидактических принципов обучения, с учетом задач и содержания курса физики. При такой постановке вопроса возникает много принципиально новых общепедагогических и методических вопросов:
1. Каковы ключевые, ведущие вопросы астрофизики, которые должны быть обязательными для изучения в любом профиле?
2. Какие астрофизические вопросы должны быть представлены в том или ином профиле, отражая его специфику?
3. Какой должна быть методика преподавания астрофизики в любом профиле, в чем ее специфика в разных профилях?
4. Какова должна быть специфика педагогических технологий предназначенных для преподавания в курсе физики вопросов астрофизики в каждом профиле?
Формирование у учащихся астрофизических понятий должно подчиняться определенным принципам и происходить на конкретном содержании путем применения системы методов и приемов обучения. Приведем ряд принципов, на которые будем опираться при построении методики:
1. При построении методики изучения астрофизических понятий следует учитывать специфику каждого профиля и содержания образования.
2. Несмотря на то, что эти понятия вкраплены в различные темы различных разделов физики, формирование астрофизических понятий необходимо проводить систематически, учитывая психологические особенности учащихся и соблюдая дидактические принципы наглядности, доступности, последовательности и преемственности в обучении.
3. Знания (физические и астрономические) должны быть органически связаны между собой, отвечать принципам полноты и непротиворечивости, тем самым обеспечивать формирование обобщенной естественнонаучной картины мира;
4. Уже имеющиеся жизненные, математические, естественнонаучные представления учащихся, знания о некоторых физических и астрономических объектах и явлениях, должны систематизироваться, обобщаться, получать доступную для учащихся теоретическую трактовку и обоснование, при этом следует использовать научную терминологию.
5. Учебный материал астрофизики должен содержать все сведения, предусмотренные минимумом содержания физического образования для основной школы (утвержденным приказом Минобразования РФ №1236 от 19.05.98 г.).
6. Формирование у учащихся астрофизических понятий и формирование на их основе методов учения должно протекать в развитии как в плане усложнения области их применения, так и в плане заранее установленного уровня усвоения.
С психолого-педагогической точки зрения познавательная деятельность ученика определяется мотивом, в силу которого ученик участвует в этой деятельности.
Отбор понятий астрофизики для учащихся классов различных профилей проводился на основе психологических способностей выделенных ранее и специфики каждого профиля. Последовательность формирования у учащихся классов различных профилей астрофизических понятий определяется сложностью и разбросанностью этих понятий по всему курсу физики, а так же с индивидуальным развитием личности школьника. В то же время каждый учитель имеет право на дополнение материала наиболее полно отвечающего потребностям, способностям и познавательным интересам конкретного классного коллектива.
В связи с изучением вопросов астрофизики должен рассматриваться прикладной материал. Его содержание нужно направлять главным образом, на показ роли вопросов астрофизической науки в жизни человеческого общества, на формирование умения оценивать достижения данной науки с разных точек зрения, осознавать экологические проблемы, возникающие в связи с научно-техническим прогрессом.
Завершить изучение курса нужно обобщающими знаниями, цель которых систематизировать знания учащихся в вопросах астрофизики и их роли в современной физической картине мира. На наш взгляд, все понятия астрофизики должны быть сформированы вокруг единого «стержня». Для этого в каждом разделе физики выбирается одно основное понятие и на его основе происходит формирование всех остальных понятий данного раздела. Рассмотрим пример.
В связи с развитием ракетостроения и с глобальным изучением космоса в разделе «Механика» существенно расширился ряд вопросов связанных с астрофизикой. Одним из центральных законов астрофизики, да и самой физики является закон Всемирного тяготения, с ним идейно связаны законы Кеплера. Обоснование закона Всемирного тяготения с помощью законов Кеплера обладает большей всеобщностью и мировоззренческим характером. На наш взгляд, эти понятия должны быть сформированы не только в физико-математическом профиле, но и во всех остальных. Также учащимся можно показать, что закон тяготения может быть напрямую выведен из трех законов Кеплера. Хотя это целесообразно делать только в физикоматематическом профиле. К тому же значительную часть раздела «Механика» целесообразно выстроить вокруг законов Кеплера (движение ИСЗ, невесомость, перегрузки, реактивное движение), которые могут составить инвариантную часть, но также возможно вокруг этих законов построить и вариативную часть «Механики». Так, для учащихся классов гуманитарного профиля можно представить систему взглядов времен Кеплера на мир и предпосылки их изменений. Кроме того, изучение законов Кеплера позволяет показать границы применимости законов механики, что является очень важной составляющей для формирования ФКМ и систематизации знаний.
Строгий отбор теоретического материала позволяет включить астрофизические понятия в разделе «Механика», не нарушая логики и структуры курса. При этом будет достигнуто более глубокое изучение не только небесной механики, но и всего курса в целом, а также сформировано научное мировоззрение.
Другой пример, вокруг которого можно построить раздел «Электромагнитные волны. Световые волны» - это электромагнитный спектр. Электромагнитные волны включают излучение, охватывающее огромный диапазон длин волн и частот. Атмосфера Земли пропускает часть всего электромагнитного излучения, поступающего из космоса. С развитием новой аппаратуры астрономы смогли вести наблюдения за рамками видимого излучения в диапазоне электромагнитного спектра. Вот так родились «разные» астрономии, каждая из которых характеризуется своей длиной волны: радиоволнами, инфракрасным излучением, видимым светом, ультрафиолетовым, рентгеновским излучениями, гамма-излучением. Хотя раздел и очень важный с точки зрения астрофизики, но в школе о нем упоминают очень редко. Так, в биолого-географическом профиле изучение данного раздела дает большое значение для формирования не только ФКМ, но и экологической картины мира.
Для индустриально-технического профиля (направление электротехника/ радиотехника) -этот раздел важен с точки зрения рассмотрения вопросов о распространении радиоволн, радио-
2008/15
локации. После изучения электромагнитного спектра можно изучить радиоастрономию и принцип работы радиотелескопа.
В физико-математическом профиле на основе данной темы можно рассмотреть такие вопросы, как нейтрино, синхронное излучение, образование новых химических элементов, и постепенно перейти к теме «Ускорение электронов в синхротроне» и методам регистрации частиц.
Возвратиться к материалу данной темы также целесообразно при изучении таких понятий, как пульсары, сверхновые звезды.
Важную особенность в построении данной методики должны играть интегративность и междисциплинарный характер того или иного понятия астрофизики. Междисциплинарный характер можно обеспечить с помощью отбора содержания астрофизики для каждого профиля в отдельности.
Цели формирования астрофизических понятий:
• усвоение учащимися основ фундаментальных физических теорий, ознакомление с методами научного познания, формирование физической картины мира и умения применять научные знания для анализа наблюдаемых процессов;
• формирование научного мышления и мировоззрения учащихся, понимания возможности научного познания природы.
Задачи:
• развитие творческих способностей учащихся, формирование осознанных мотивов учения;
• формирование способности самостоятельно приобретать и применять знания, наблюдать и объяснять физические явления;
• формирование современной естественнонаучной картины мира на основе приобретения знаний о методах и результатах исследования физической природы всех материальных объектов от элементарных частиц до небесных тел и их систем, строения и эволюции Вселенной.
Критерии принципа отбора содержания обучения:
• содержание обучения должно быть доступно пониманию учащихся соответствующих возрастных категорий;
• содержание должно составлять единую целостную систему астрономических знаний, дающую понятие об астрономии как науке, основных астрономических законах и теориях, методах и инструментах астрономии, объектах познания: космических объектах, процессах и явлениях и о практическом применении астрономических знаний;
• содержание обучения должно соответствовать развитию современного естественнонаучного стиля мышления учащихся, формированию у них научного мировоззрения и соответствующей научной картины мира, развитию их творческих способностей, повышению их культурного и образовательного уровня; способствовать выработке практических умений и навыков, необходимых в повседневной жизни и в дальнейшем обучении.
В инвариантную часть должны входить следующие понятия:
Строение Вселенной
Солнечная система. Звезды и источники их энергии. Современные представления о происхождении и эволюции Солнца и звезд. Звездные величины. Наша Галактика. Другие галактики. Пространственные масштабы наблюдаемой Вселенной. Применимость законов физики для объяснения природы космических объектов. «Красное смещение» в спектрах галактик. Современные взгляды на строение и эволюцию Вселенной (большой взрыв, разбегание галактик, эволюция звезд и планет). Вклад российских и зарубежных ученых оказавших наибольшее влияние на развитие астрофизики и космонавтики.
Приведенный выше ряд вопросов по изучению Вселенной в стандарте образования прописан в отдельном разделе и рекомендован для всех профилей. В результате анализа пришли к тому, что ряд вопросов, которые нужно не просто сформировать как физические знания, но следует показать их отношение к астрофизике:
Всемирное тяготение. Законы Кеплера. Использование законов механики для объяснения движения небесных тел. Реактивное движение. Атмосфера Земли. Обратимость процессов Вселенной. Магнитное поле Земли. История астрономии. Плазма. Антропогенный принцип. Российская космонавтика и пути ее развития. Календари. Поиски внеземного разума.
Все эти понятия должны быть сформированы в рамках формирования ФКМ.
С.В. Лозовенко. Использование цифрового микроскопа для проведения лабораторной работы по изучению броуновского движения
Их следует сформировать в каждом профиле, добавляя к ним еще ряд вопросов уже относящихся к тому или иному профилю, и отражающих их специфику.
Физико-математический (физико - химический) (10)
Образование химических элементов. Движение искусственных спутников Земли. Космические скорости. Различные виды электромагнитным излучений и их практическое применение (электромагнитный спектр). Оптические приборы. Постулатыi СТО Эйнштейна. Пространство и время в СТО. Эффект Доплера. Межзвездное ослабление света. Неоптическая астрономия. Радиоастрономия (принцип радиосвязи и телевидения). Синхронное излучение. Нейтрино. Парадокс Ольберса. Диаграмма Генцшпрунга - Рессела. Астрономические единицы. Межзвездное ослабление света. Цефеиды, новые, сверхновые звезды. Туманности. Закон Хаббла. Спутники для астрономических наблюдений. Радиокосмический фон. Ускорение электронов в синхротроне. Пульсары. Радиогалактики. Общая ТО. Пространственные масштабы наблюдаемой Вселенной. Квантовая космология.
Химико-биологический (медицинское направление) (10)
Образование химических элементов. Медицина и космос. Динамика кровенаполнения головного мозга при гравитационных нагрузках. Биоритмы и солнечное время. Космическая роль зеленых растений на Планете.
Индустриально-технический профиль (направление электротехника/радиотехника) (10)
Радиоастрономия. Космическая радиосвязь. Радиоастрономия (принцип радиосвязи и телевидения). Синхронное излучение. Нейтрино. Радиокосмический фон. Радиогалактики. Пространственные масштабы наблюдаемой Вселенной.
В связи с изучением вопросов астрофизики должен рассматриваться прикладной материал. Его содержание нужно направлять главным образом на показ роли вопросов астрофизической науки в жизни человеческого общества, на формирование умения оценивать достижения данной науки с разных точек зрения, осознавать экологические проблемы, возникающие в связи с научно-техническим прогрессом.
Завершить изучение курса нужно обобщающими знаниями, цель которых систематизировать знания учащихся в вопросах астрофизики и их роли в современной физической картине мира. Так, в последнем разделе курса «Современная физическая картина мира» должны рассматриваться такие вопросы, как история возникновения и развития Вселенной; строение, эволюция и основные характеристики Солнца и других звезд; галактики, туманности, квазары, черные и белые дыры; физика пространства.
УДК 371.66:531 Л 724
С.В. Лозовенко
Московский педагогический государственный университет Россия, 119992, Москва, ул. М. Пироговская , 29. E-mail: [email protected]
Использование цифрового микроскопа для проведения лабораторной работы по изучению броуновского движения
В статье рассматриваются проблемы внедрения в учебный процесс современных цифровых технологий, которые дают учителю физики новые, мощные средства, позволяющие выполнить основные требования к эксперименту. В данной статье приводится пример использования информационных технологий и нового цифрового оборудования для проведения лабораторной работы по изучению броуновского движения.
S. V.Lozovenko
Moscow State Pedagogical University Russia, Moscow, M. Pirogovskaya str., 29. E-mail: [email protected]
The using of a digital microscope for the laboratory work on the Brownian motion
The article discussed the problems of implementation in the learning process of modern digital technologies, which provide teacher of physics with powerful tools to fulfil the basic requirements to experiment. This article provides an example of using information technologies and new digital equipment for the laboratory work on the Brownian motion.
