CC BY
25
Эти постановления принимались на основе глубоких методических разработок. Вот что отмечал автор «Методики физики» и курсов физики Н.В. Кашин: «...при обсуждении вопроса о строении курса нам надо точно установить, где лежит критерий правильности наших утверждений в области методики. И тут мы, преподаватели физики, находимся в очень благоприятных условиях, ибо методика - метод преподавания физики - имеет прямую и естественную опору в методологии науки. Мне приходилось подробно развивать эту мысль в «Методике физики», здесь же я лишь отмечу, что методы индукции и дедукции, сочетание которых является наилучшей гарантией достоверности и точности знаний, добытых исследованием, глубоко и по существу соответствуют той последовательности, которую из психологических и педагогических соображений желательно ввести в учебный план физики в средней школе» [3, с. 164]. В Постановлении по преподаванию физики была одобрена программа-минимум и (Пункт I): 1) деление курса на две ступени; 2) построение первой ступени на основе практических занятий; 3) построение второй ступени на классных экспериментах преподавателя параллельном ведении практических занятий. Члены Совещания осмотрели фабрики Швабе и Трындина, которые изготавливали физические и химические приборы; ознакомились с демонстрациями приборов Б.Ю. Кольбе по электричеству. Для участников были организованы поездки на трамвайную и телефонную станции. После закрытия совещания состоялись доклады, в том числе А.А. Эйхенвальда: «Магнетизм в природе», который сопровождался «чрезвычайно интересными, и талантливо поставленными демонстрациями».
В конце журнала помещена реклама: Мастерских учебных пособий Вятского губернского земства; Парижской фабрики Пеллина по производству оптических и измерительных приборов; Магазина и фабрики «Трындин и С-вья» по полному оборудованию физических и химических лабораторий; предлагают школам и научным учреждениям свои услуги Мастерские точных приборов при Главной физической обсерватории. Русское общество «Всеобщая компания электричества» в Киеве предлагает для устройства физических кабинетов измерительные приборы и динамо-машины.
Вне статьи остались вопросы изменения содержания курсов и форм преподавания, но применение демонстрационных опытов, а в последующем и учебного практикума при обучении физике соответствует исторически выверенному экспериментальному характеру курса общей физики. Эта линия отчётливо прослеживается в России более 200 лет.
История оставила нам имена тех преподавателей - физиков, которые активно разрабатывали к широко применяли демонстрационный метод в преподавании. И такая методика, стиль работы служит мерилом качества преподавания физики.
ЛИТЕРАТУРА
1. Соколов И.И. Методика преподавания физики в средней школе. М: ГУПИ. 1951. 290 с.
2. Попов И В. О первых учебных физических кабинетах в России. В сб.: Вопросы истории естествознания и техники. Вып. 3-4. М.: Наука, 1977. С. 72-74.
3 Физическое обозрение. Т. 18, № 3-4. Киев, 1917.176+VIII с.
4. Полный иллюстрированный каталог физических приборов Торгово-Промышленного Товарищества Е С. Трындина и С-вей в Москве. М.: Товарищество типографий А.И. Мамонтова, 1905. 552+Х1Н с.
5. Очерки по истории физики в России / Под. ред. А.К. Тимирязева. М.: ГУПИ, 1949. 342 с.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ НА УРОКАХ ФИЗИКИ
Патлахов Н.В.
Томский государственный педуниверситет
В процессе овладения курсом физики при решении задач, при выполнении лабораторных работ ... учащимся приходится производить те или иные вычисления. Часть из них они могут выполнить в уме, для других бывает нужны карандаш и бумага. Иногда для проведения вычислений требуется расходовать много сил и времени. Для сокращения этих затрат обычно к заданиям подбирают такие количественные данные, вычисления с которыми выполняется быстро. Если при составлении заданий использовать реальные количественные данные, то для ускорения процесса вычислений полезно их производить на современной вычислительной технике (ВТ). В ряде случаев ее применение будет давать экономию времени, сил и энергии. Сэкономленные время, силы и энергию можно будет расходовать на более качественное овладение курсом физики. Но для применения такой техники необходимо овладеть специфическими знаниями -компьютерной грамотностью. Элементарные основы таких знаний школьникам может дать и учитель физики. Под его руководством они могут сделать и первые шаги по применению такой техники на уроках физики. В дальнейшем такую технику они смогут применять самостоятельно. И это хорошо.
Применение ВТ на уроках физики положительно не только для совершенствования компьютерной грамотности, но и для совершенствования знаний по физике за счет приобретения умений:
- четко и лаконично формулировать свои мысли;
- четко и правильно формулировать вопросы, ставить задачи и предлагать пути их решения;
- находить оптимальные пути и решения проблем;
- сокращать время на проведения различных расчетов, что сокращает расход энергии для получения ответа.
Естественно, прирост положительных качеств в знаниях, умениях и навыках у учеников, в их развитии будет формироваться успешно лишь в процессе систематической, постоянно усложняемой работы. Действительно, при выполнении первых вычислений с помощью ВТ возможны различные ошибки и расход времени будет больше, чем при обычных, знакомых способах вычислений. Но затем, по мере приобретения опыта, при выполнении вычислений с "громоздкими", "неудобными" числами, расположенными в "громоздких", "сложных" формулах итогового ответа, результат будет обратным. Он будет точным и будет получен быстрее, чем при осуществлении вычислений в уме или на бумаге. Однако из этого не следует делать вывод, что имея ВТ следует отказаться от вычислений в уме. Наоборот, учащихся надо систематически обучать устному счету и осуществлению "прикидки" ответа в уме. Такая работа развивает мозг ученика. Кроме того, ответ, полученный на основе прикидки, позволяет оценить правильность ответа, полученного с помощью ВТ. Это особенно взаимно ценно на первых порах использования ВТ.
Рассмотрим примеры использования маленькой ЭВМ - программируемого микрокалькулятора при выполнении лабораторных работ по физике в 7-ом классе средней школы.
Л.Р. ИЗМЕРЕНИЕ РАЗМЕЮВ МАЛЫХ ТЕЛ МЕТОДОМ РЯДОВ
Перед выполнением работы полезно повторить определение цены деления линейки, попытаться линейкой измерить размеры малого тела и вспомнить метод рядов. В учебнике (Физика-7) в указаниях к данной работе рекомендуется вплотную к линейке приложить несколько дробинок (20-25 шт.), расположенных в плотный непрерывный ряд. Для упрощения и ускорения этого процесса рекомендуем использовать желоб или ушлок, боковые стенки которых с торца с одной стороны соединены друг с другом поперечной стенкой. В желоб (уголок) помещают несколько измеряемых тел, например, дробинок, горошин, шайб... и приподнимают второй конец. Измеряемые тела скатываются друг к другу, образуя плотный, непрерывный ряд. Остается к раду приложить линейку и измерить длину ряда. Затем сосчитать число частил в ряду и первое число поделить на второе. Это и будет средняя величина размера частицы (диаметра дроби, горошины...).
Вычисление ее величины можно произвести в уме, на бумаге или с помощью ПМК.
Для более точного измерения размера частиц следует либо брать более длинный ряд с большим числом частиц, либо опыт проделывать несколько раз, изменяя последовательность расположенных частиц в ряду. Затем средние значения размеров во всех опытах сложить и разделить на число опытов.
При использовании ПМК для вычисления среднего размера частиц в одном ряду достаточно проделать следующие операции: включить ПМК, ввести число (равное длине рада), нажать В1 (перевод числа из регистра X в регистр У), ввести число (равное количеству частиц в ряду), нажать : (деление первого числа на второе), прочитать ответ, выключить ПМК.
Для вычисления среднего значения частиц в четырех рядах ПМК используем в режиме программирования. В этом случае измеряемые величины и результаты вычислений распределим по регистрам памяти, например, так как это показано в таблице 1.
Табл.1
Измеряемые и вычисляемые данные Распределение регистров памяти для 1-4 рядов
1 2 3 4
1 -длина ряда, мм 0 3 6 9
п - число частиц в ряду, шт. 1 3 7 а
О - среднее значение размера частиц в данном ряду, мм 2 4 8 Ъ
Если опустить получение и чтение промежуточных ответов (среднего значения размеров частиц в данном ряду), то программа будет выглядеть так: F, ПРГ, П-х, 0, П-х, 1, :, П-х, 3, П-х, 4, :, +, П-х, 6, П-х, 7, :, +, П-х, 9, П-х, а, :, +, 4,:, С/П, F, АВТ, В/О.
Теперь следует в ПМК ввести данные результатов измерений радов:
число, х-П, 0, число. х-П, 1 (1 рад)
(длина рада) (кол-во частиц)
число. х-П, 3, ЧИСЛО, х-П. 4 (2 рад)
число, х-П, 6, ЧИСЛО, х-П, 7 (Зрад)
число, х-П, 9, число, х-П, а (4 рад)
Нажимаем клавишу С/П и читаем результат.
Чтобы повторить эти вычисления, достаточно нажать В/О и С/П, а затем прочитать результат
Если есть необходимость проверить, правильно ли заносились экспериментальные данные и правильны ли результаты действий с ними, то достаточно нажать В/О, а затем последовательно нажимать ПП и читать значения занесенных данных и результатов действий с ними.
Для определения среднего размера других частиц по четырем рядам достаточно нажать В/О, ввести данные для новых рядов (см. выше), нажать С/П и прочитать результат.
После окончания работы ПМК выключают (и отключают от электросети).
Л.Р. К.П.Д. ПРИ ПОДЪЕМЕ ТЕЛА ПО НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ
Перед самостоятельным выполнением лабораторной работы полезно с учащимися обсудить ее ход. Для этого изобразить на доске наклонную плоскость с бруском; показать силу тяжести бруска - Р1 и силу - ¥2, которую надо приложить к бруску, чтобы его равномерно перемещать вверх вдоль наклонной плоскости; длину наклонной плоскости (АВ) обозначить -1, а высоту ВС обозначить Ь.
По определению к.п.д. = ^--100%. Для нас к.п.д.- ^ ^-100% .
А2 П-!
В рекомендации к работе (Физика-7) предлагают найти к. п.д. только для одного какого-то утла наклона. Мы полагаем, что проводимая работа станет содержательнее, если условие задания несколько расширить -выяснить зависимость к п д. наклонной плоскости от угла ее наклона. Углы наклона могут быть произвольными (их величина может быть измерена транспортиром; они могут характеризоваться словами "0°", "больше"... "90°"). Они могут быть и заранее заданными. Например, 0°, 30°, 45°, 60°, 90°. Такие углы можно установить с помощью линейки. При а=0° ВС=0. при а=30° ВС=0,5 АВ, при а=45° ВС=АС. при а=60° АС=0,5АВ, при ос=90° АС=0.
Экспериментальные данные измерений и данные результатов вычислений можно заносить в таблицу 2, содержащую избыточную информацию (значения А1 и А2) без специального вычисления которой с помощью ВТ можно вычислить к п д. наклонной плоскости.
Табл. 2.
№ п/п а. град Р1,Н Ь, м А1=Р1Ь, дж Р2. Н 1, м А2=Р1 1,дж ¥1-1
1. 0°
2. 30°
3. 45°
4. 60°
5. 90°
Теперь полезно проделать измерения Р1, И, Р2 и 1 в каждом опыте и заносить результаты измерений в таблицу 2.
Дальнейший ход работы может быть разным. Можно либо сразу приступить к вычислениям, либо произвести анализ условия задания, сделать выводы и только после этого приступить к вычислениям.
Более детальный анализ рисунков наклонной плоскости и экспериментальных данных таблицы 2 показывают, что:
1) при а=0° Ь=0. следовательно А1=0, откуда к.п.д.=0;
2) при а=90° 1г=1 и Р2=Р1, следовательно А2=А1, поэтому к.п.д.= 100%.
3) при изменении значения величины Р2 и И изменяются, а Р1 и 1 остаются прежними.
Для вычислений используем ПМК в программируемом режиме. Регистры памяти распределим так: Р1-1. Ь-2, Р2-3 и 1-4. В этом случае программа может выглядеть так: Р, ПРГ, П-х, 1, П-х, 2, х, С/П, П-х, 3, П-х. 4, х, С/П, :, 100, х, С/П, Р, АВТ, В/О.
Для вычисления в первом опыте в избранные регистры памяти заносим значения гТ, Ь, Р2,1, нажимаем С/П - читаем значение А1, нажимаем С/П - читаем значение А2, нажимаем С/П - читаем к.п.д.
Для вычислений в следующих опытах достаточно в избранные регистры памяти занести значения И и Р2, нажать В/О (возврат на начало счета), С/П - А1, С/П - А2, С/П - к.п.д. Аналогично поступают при вычислениях в 3-ем опыте и т.д.
Приведенные примеры показывают целесообразность применения ВТ (в частности ПМК) на уроках физики при выполнении лабораторных работ. Очевидна их полезность и при решении вычислительных задач. Поэтому учителю следует поощрять работу учащихся с ПМК не только на уроках, но и дома.
