CC BY
12
Scientific journal PHYSICAL AND MATHEMATICAL EDUCATION
Has been issued since 2013.
Науковий журнал Ф1ЗИКО-МАТЕМАТИЧНА ОСВ1ТА
Видасться з 2013.
http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/
Павленко А.1. Метод в'/зуал'/зацП графiчних л'/н'/й у геометричнй оптиц як iнновацiйна складова oceimHix можливостей п/дготовки фаxiвцiв у вищй школ!. Ф'/зико-математична осв'/та. 2018. Випуск 1(15). С. 90-94.
Pavlenko А. Method Of Visualization Of Graphical Lines In Geometrical Optics As An Innovative Component Of Implementation Of Educational Potential For Vocational Training In The Higher School. Physical and Mathematical Education. 2018. Issue 1(15). Р. 90-94.
УДК 378.4 + 535.31(075.8)
А.1. Павленко
Хортицька нащональна навчально-реаб'/л'/тацйна академ'/я, Украна
anatolypavlenko@ukr.net DOI 10.31110/2413-1571-2018-015-1-014
МЕТОД В1ЗУАЛ1ЗАЦП ГРАФ1ЧНИХ Л1Н1Й У ГЕОМЕТРИЧН1Й ОПТИЦ1 ЯК 1ННОВАЦ1ЙНА СКЛАДОВА ОСВ1ТН1Х МОЖЛИВОСТЕЙ П1ДГОТОВКИ ФАХ1ВЦ1В У ВИЩ1Й ШКОЛ1
Анотац'я. У статт'/ проведений анал'/з i узагальнення р'/зних п'/дход'/в у визначенн/ основних ознак експериментальноi в'/зуал'/зацИ у фiзицi. Розглянутi i проанал'/зован'/ традиц/йнi методи досл'/дження ходу променiв в геометричнй оптиц/'. Визначаеться в'/дношення традиц/йнихметод/в до експериментально! в'/зуал'/зацПу фiзицi.
Обфунтовано i описано новий метод експериментально! в'/зуал'/зацП ходу св'/тлових променiв в оптичних деталях для вивчення геометричноi оптики. Розроблений метод граф/чно}' в'/зуал'/зацП л'/н'/й в геометричнiй оптиц полягае в уведенн/ до поля зору вже нанесених графiчниx л'/н'/й на площину плоскоi паперовоi поверхн/ для спостереження (в'/зуал'/зацП) у оптичних деталях. Метод передбачае експериментальне позначення (ф'/ксащю) на паперi та досл'/дження продовження зображень графiчниx л'/н'/й (ходу променiв) у прозорих пластинах, призмах, фрагментах цил'!ндричних дзеркал, цил'!ндричних л!нз та !х системах. Визначено прототип методу та його '!стор'!я розробки i застосування на люстрованих прикладах. Моделями св'!тлових промен/в виступають граф/чнi прям'! лнП, як'! наносяться на паперi. Оптичн/ деталi i граф!чнi прямi л!нП на аркушi паперу розташовуються на горизонтальн/й поверхн!/. Обфунтовано новi можливостi методу у експериментальному досл'/дженнi. А саме: отримання ново! метричноi iнформацИ, розширення застосування для р'/зних оптичних елемент!в, спостереження в'/дразу к/лькох промен/в, поетапна в'/зуал'/защя для складнихмоделей оптичних прилад'/в (редукц/я побудови).
Розглянутi новi осв'/тнi можливостi постановки фронтального ф!зичного експерименту з геометричноi оптики на базiрозглянутого методу в'/зуал'/зацПу процес/ фаховоiп/дготовки студент'/в ф'/зичних, ф'/зико-техн'/чних i iнженерних спец/альностей у вищй школi. Зокрема: експериментальне визначення ходу промен!в i видимого збльшення у моделях лупи, м'/кроскопа та телескопа, граф!чна в'/зуал'/защя ходу промен!в гомоцентричного пучка у плоско-паралельн/й пластинщ, оборотностi ходу променя, аберац/й та iншi.
Ключов! слова: метод в'/зуал'/зацП, граф!чнi л!нП, вища школа, геометрична оптика, осв'/та, ф!зичний експеримент.
Постановка проблеми. Змкт сучасного навчального курсу фiзики повинен вщповщати нас^зый ще'( впровадження компетенткного, практико-орieнтованого пщходу. Адже саме даний тдхщ покладений Законами Укра'ни «Про освпу» (2017), «Про вищу освпу» (2014) в понятшну основу фахово'' пщготовки у вищш школк Важлива роль у реалiзацN визначено'' ще'( належить новому напряму в науц i освт - вiзуалiзаuД Сучасне визначення сутносп поняття вiзуалiзацN та с^мкий розвиток використання можливостей комп'ютерних технологш вимагае ново'' вiзуальноí культури у науковому i навчальному експериментГ Нова вiзуальна культура також важлива для переосмислення i перегляду, систематизацп i розширення традицшних методiв експериментально'' вiзуалiзацií i моделювання, узгодження загальних пiдходiв, зокрема, у геометрично оптицi. Якщо методи експериментально'' вiзуалiзацií «елементарного рiвня» у вивченнi шктьного курсу геометрично'' оптики вже знаходять застосування, то на рiвнi розгляду змкту курсу фiзики вищо' школи 'х освiтнi можливостi ще не розкритГ
Аналiз актуальних дослiджень. Наукове поняття «вiзуалiзацiя» останнi два десятилггтя знаходиться у фокусi уваги багатьох дослщни^в у рiзних наукових галузях, зокрема в освiтнiй (А.О. Вербицький, Д. Безуглий, Л.1. Бiлоусова, Н.В. Житеньова, Н.М. Манько, Н.А. Неудахша, А.1. Павленко, О.В. Семенiхiна, Т.С. Федорова та Ы.).
Вiзуалiзацiя та и важливе наукове значення i сутнiсть у навчальному процесi розглядаеться багатьма дослщниками в рiзних аспектах: як нова наукова галузь i метод наукового дослщження, сучасна стратепя навчання [1], технологiя i метод навчання у середый i вищм школi [2-5] та iн.
ISSN 2413-158X (online) ISSN 2413-1571 (print)
Мета статл. З огляду на це, метою статт е встановлення вiдповiдностi сучасним крот^ям дефiнiцií поняття вiзуалiзацií опису традицiйних методiв спостереження i визначення ходу променiв у процеа вивчення наукових основ геометрично'( оптики. Це дозволить на науковш основi описати розроблений узагальнений метод експериментально'( вiзуалiзацií графiчних лiнiй в геометричнш оптицi та визначити новi освiтнi можливостi застосування методу у змкт освiти вищо'' школи.
Виклад основного матерiалу. Сучасний фiлософський словник визначае метод (вщ. грецьк. цеФобб^ - шлях дослiдження) вiдразу у ктькох аспектах: спосiб Ызнання явищ суспiльного життя або природи; споаб або прийом теоретично' i практично' дм людини, спрямований на оволодшня об'ектом; порядок дослiдження предмета для отримання найбтьш повного i вщповщного iстинi результату [6, с. 558]. А у величезному рiзноманiттi конкретних форм наукових методiв, на думку авторiв словника, головними i основоположними видами е експеримент i спостереження.
У Втьнш енциклопедм (Вiкiпедií) наводяться дектька варiантiв дефiнiцií поняття «вiзуалiзацiя». В основу визначення покладен спорщнеы iншомовнi слова (вiд лат. visualis, англ. visual; ым. visuell; рос. визуальный - «зоровий»), як загальна назва прийомiв подачi числовоí шформацп або фiзичного явища у вигляд^ зручному для зорового спостереження i аналiзу.
1. Вiзуалiзацiя - унаочнення, створення умов для вiзуального спостереження.
2. Вiзуальний - спостережуваний неозброеним оком або за допомогою оптичного приладу.
3. Вiзуальна система - оптична система, призначена для роботи в сполученн з оком людини.
4. Вiзуалiзацiя - це процес побудови графiчного образу даних, що допомагае у процеа загального аналiзу даних вбачати аномалп, структури.
0.В. Семеыхша сам термiн «вiзуалiзацiя» трактуе як процес демонстрацп навчального матерiалу, що вимагае не тiльки вщтворення зорового образу, але i його конструювання [5].
Аналiз рiзних визначень i тлумачень поняття «вiзуалiзацiя» свщчить про його полiаспектнiсть i рiзнорiвневiсть. На першому, загальному (родовому) рiвнi визначення вiзуалiзацií - це сприйняття деякого об'екта через зоровий рецептор, орган зору як наочного образу, що е фактично спостереженням. У конкретно-видовому план вiзуалiзацiя вирiзняеться процесуально, у залежност вiд використання методiв, прийомiв, форм i технологiй подачi (конструювання) iнформацií (текстовоí, графiчноí, структурноí, метричноí, числовоí) або фiзичного явища у створены оптимальних (зручних) умов для отримання вiзуального спостереження. При цьому вiзуалiзацiя у фiзицi е науковим експериментальним методом, як споаб (прийом) прaктичноí дм i подальшого теоретичного вивчення дослiдником, що спрямований на тзнання, «оволодiння» об'ектом.
Наприклад, для вiзуaлiзaцií течiй, потокiв рщин або гaзiв в експериментaльнiй фiзицi використовуються багато методiв, серед яких - уведення в потт струмеыв диму (для газу) або зaбaрвленоí рiдини через спецiaльнi сопла для вiзуaлiзaцií лiнiй струму.
Так само, для вiзуaлiзaцií ходу оптичних промеыв у повiтрi можна застосовувати уведення диму або пилу, дрiбних крапельок (туману), тощо. Анaлiз лiтерaтурних джерел i фiзичнi спостереження показують, що для вiзуaлiзaцií ходу оптичних промеыв взaгaлi, та зокрема, у рiзних оптичних деталях пiд час фiзичного навчального експерименту, використовуеться принaймнi чотири методи.
1. Вiзуaльне «провiшувaння» променя мiж фiксовaними у просторi послщовно уведеними i зaкрiпленими вiхaми (маяками) з подальшими позначеннями (фiксaцiею) лшш та розрахунками (вiдомий у практик будiвництвa ще iз стaродaвнiх чаав). Вiдзнaчимо, що цей метод е прaктико-орiентовaним i в тiй чи шшш мiрi застосовуеться в будiвництвi, геодезм, aрхiтектурi, дизaйнi та ш.
2. Уведення на екран паралельно-спадних до нього («ковзаючих») вузьких пуч^в свiтлa вiд джерела свiтлa через спещальы вузькi щiлини (як правило, fx кiлькa, симетричних до центрально!). У цьому випадку кут падшня вузького пучка свiтлa е близьким до 90о i на екран досягаеться його «ковзаюча» вiзуaлiзaцiя. Для цього використовують прилади: шайбу Гартля (тзыше м модернiзувaли як демонстрацшний оптичний диск), прилад з геометричноí оптики Глaзирiнa [ 7, с. 282288].
3. Нанесення грaфiчниx лiнiй на екрaнi поверх зображення спостережуваних свп^лових пучкiв пiсля проходження в плоско-паралельнш склянш плaстинцi, призм^ фрагментах цилiндричниx лiнз, або íx не спостережуваних але теоретично доцтьних уявних продовжень за тим самим напрямком (зокрема, для розсiювaльноí лшзи [8]). В останньому випадку необхщысть додаткових побудов обумовлюеться вже вщомими теоретичними нaслiдкaми iз методу знаходження фокуса лшзи, але не методу вiзуaлiзaцií.
4. Послщовне уведення i фiксaцiя в полi зору на плоскш поверxнi шпильок, з використанням íx видимого зображення в оптичнш детaлi (склянш плaстинi, дзеркaлi), для ментального «провшування» i грaфiчного позначення уявного променя мiж шпильками. Для цього фтсують шпильки на пaперi зверху дерев'яного щита «на однш лiнií», коли для спостерiгaчa вони закривають одна одну. У цьому i полягае вщомий метод у позначен^ ходу променiв у плоско-пaрaлельнiй склянш плaстинцi [7, с. 324] (рис.1).
Експериментальний досвщ показуе, що для крашо точностi установки шпильок у цьому методi потрiбно розташувати око на рiвнi паперу i, спостерiгaти одним оком, а вщстань мiж шпильками повинна бути достатньо великою ( орiентовно для конкретного випадку 10 см i бтьше).
Як радять дослiдники, для контролю i перевiрки прaвильностi розташування шпильок корисно тршки змiстити око вправо, по™ влiво; у тому i другому випадку розташування двох булавок i зображення по однш прямш повинно вдаватися вiрним [9, с. 148].
Шсля зняття шпильок i обведення олiвцем контурiв оптичноí детaлi, наприклад скляноí плоско-пaрaлельноí пластини, роблять видимими (позначають, вiзуaлiзують) уявы оптичнi променi як грaфiчнi лшм, що проведенi через точки фтсацм шпильок. Цей метод, що вперше описаний П. Абрагамом бтьше шж столггтя тому [10], був вщтворений у працях вiдомиx дидaктiв фiзики Б.С. Зворикiнa, П.О. Знам'янського, О.А. Покровського, та набув поширення у шктьнш практик для проведення фронтальних лабораторних робп- (так званий «метод шпильок»).
Рис. 1. Дошка для експериментального використання «методу шпильок» у визначенн ходу npoMeHie за
О.А. Покровським
Проведений аналiз показуе, що описан вище методи визначення ходу промеыв при ствставлены пiдпадають, у тм чи iншiй Mipi, до загальних визначень вiзуалiзацií.
Узагальнений нами для Bcix основних оптичних деталей новий метод вiзуалiзацií графiчних лшм в геометричнiй оптицi (МВГЛГО) полягае в уведеннi в поле зору вже нанесених графiчних лiнiй на площин плоско!' паперово''' поверхнi, як моделей св™ових променiв. Метод технолопчно передбачае спостереження (вiзуалiзацiю) i подальше дослщження та графiчне позначення продовження зображень лЫш у рiзних оптичних деталях (пластинах, призмах, фрагментах цилЫдричних дзеркал, цилЫдричних лiнз та 'х системах). Позначення («фшсащя») продовжень спостережуваних зображень графiчних лiнiй проводиться за допомогою лiнiйки i олiвця. Для цього л^ю зовнiшнього контура лшмки розташовують як продовження зображення лн' в оптичнiй деталi (рис. 2).
У такий споаб вiзуалiзують i визначають, як показано на рисунку 2, фокус розаювально! лiнзи, що неможливо, до речi, зробити на шайбi Гартля, чи приладi Звориюна. Для цього додатково обводять контури лiнзи та позначають («фтсують») напрями видимих вихiдних зображень «потойбiчних» лшш-промеыв у лiнзi. Спочатку, як на рисунку, а по™ i самi видимi уявнi вихiднi зображення у просторi зображень за лiнзою. Далi можна вiзуалiзувати i принцип оборотности ходу променя, змiнивши позицiю спостереження.
Головна вiдмiннiсть описаного методу вщ методу в п.3 полягае в тому, що фтсуються саме видим^ спостережуванi променi-лiнií (графiчнi променi-лiнií як зображення свп^лових пучкiв, у тому чи^ i для фрагмента розаювально! лЫзи), що ^ е за логiкою емпiричного тзнання, власне фiзичною вiзуалiзацiею, а не «теоретично доцтьними» добудовами.
При цьому збер^аеться розгляд фiзичного явища спостереження ходу промеыв «у зручному для зорового спостереження i аналiзу виглядЬ» без використання «формального» джерела свп^ла. Стае можливе спостереження вiдразу ктькох променiв (графiчних лiнiй) як узагальнено! картини для широкого пучка промеыв Метод дозволяе отримувати метричну шформацю вiзуалiзувати i наочно позначати подальший хiд будь-якого променя (графiчноí лЫп) у практично усiх оптичних елементах та '¡х системах, що моделюють рiзнi оптичнi прилади (мiкроскоп, телескопи, бшокл^ перископи i т.п.). Для моделей оптичних систем метод послщовно застосовуеться для кожного елемента окремо (редук^я результуючо' побудови), як це було описано нами в працях [3-4; 11-12 та ш.]).
Зазначимо, що метод використовуе послщовну вiзуалiзацiю фактично ктька разiв: при нанесены графiчних лiнiй на площину паперового аркуша, як моделей свiтлових промешв, i далi - при '¡х спостереженнi в оптичнiй деталi та позначен^ зображень продовжень спостережуваних лшм-промеыв.
Обгрунтування правомiрностi використання таких графiчних моделей-променiв базуеться на самих фiзичних принципах геометрично'' оптики i положеннях вщповщних державних стандартiв Укра'ни. За визначенням пучка свп^лових променiв, поданого у ДСТУ 2756-94 «Геометрична оптика», свггловий промiнь (те саме, що i промiнь свiтла) - промЫь, який задовольняе законам прямолiнiйного розповсюдження в однорiдному середовищi, заломлення та вщбиття на межi двох середовищ, оборотностi ходу променя [11].
Прототипом методу МВГЛГО, як техычного ршення задачi експериментально'' графiчноí вiзуалiзацií в геометричнш оптицi, е вiдомий iз рiзних джерел «метод шпильок».
Рис. 2. Визначення ходу nрoменiв у цилшдричнш рoзсiювальнiй лiнзi з використанням методу графiчнoi вiзуалiзацíiлЫй
Аналiз теоретичного змiсту навчальних програм, пщручниюв i навчальних посiбникiв iз загально' фiзики та геометрично' оптики для вищо' школи [14; 15] вказуе на новi освiтнi можливост використання експериментального методу графiчноí вiзуалiзацií лiнiй у пiдготовцi фахiвцiв, що охоплюють у тiй чи ЫшМй мiрi практично усi теми (наприклад: визначення кардинальних точок i головних площин товстих лiнз, аберацiй, ходу промеыв у моделях оптичних приладiв i т.д.).
Висновки. Розвиток науково' вiзуалiзацií i вимоги у дотриманн сучасно'' вiзуальноí культури у вищм школi актуалiзують переосмислення i доповнення вже вщомих фiзичних методiв експериментального дослщження та ''х «демонстрування», «унаочнення» пiд час вивчення геометрично' оптики з нових позицш. Застосування розробленого узагальненого методу вiзуалiзацií графiчних лшм в геометричнiй оптицi (МВГЛГО) дозволяе у порiвняно зручнiй дослiдницько-експериментальнiй формi якiсно розширити систему методiв засвоення студентами навчального матерiалу та ознайомити студенев вищо' школи з прикладами експериментально' вiзуалiзацií в геометричнiй оптицк
Список використаних джерел
1. Безуглий Д. Вiзуалiзацiя як сучасна стратепя навчання. Фiзико-математична освiта. 2014. № 1 (2). С. 5-11.
2. Житеньова Н.В. Сутысть вiзуалiзацií в навчальному процеа. Збiрник наукових праць Кам'янець-Подтьського нацiонального унiверситету iм. 1вана Огiенка. Сер. : Педагогiчна. 2013. Вип. 19. С. 18-21.
3. Павленко А.1. Графiчна вiзуалiзацiя ходу промеыв гомоцентричного пучка у плоско-паралельый пластинцi. Зб. наук. праць. Уманський ДПУ iм. Павла Тичини. Ки'в: Науковий свiт. 2001. С. 147-151.
4. Павленко А.1. lнновацiйнi технологи навчального фiзичного експерименту: геометрична оптика. Запорiжжя: Прем'ер, 2004. 120 с.
5. Семенихина Елена. Формирование у будущих учителей математики навыков динамической визуализации инструментами СКМ MAPLE. European Journal of Contemporary Education. 2014. Vol.(10), № 4, p. 265-272.
6. Философский словарь / Андрущенко И.В. и др.. Ки'в: А.С.К. 2006. 1056 с.
7. Покровский А.А. Оборудование физического кабинета. М.: ГУП МП РСФСР, 1958. 423 с.
8. Trifonova Olena. Studying of lenses and their properties. Науковi записки. Серiя: Проблеми методики фiзико-математично' i технолопчно''' освiти. Юровоград. 2014. Вип. 5, Ч. 1. С. 174-179.
9. Покровский А.А., Зворыкин Б.С. Фронтальные лабораторные занятия по физике в средней школе (руководство для преподавателей). М.: Изд-во АПН РСФСР, 1951. 171 с.
10. Абрагам Г. Сборник элементарных опытов по физике, составленный при участии многих физиков /Перевод с франц. под ред. проф. Б.П.Вайнберга. Ч.11. Акустика. Оптика. Электричество и магнетизм. Одесса: Mathesis, 1905. 434 c.
11. Павленко А.И. Построение изображения точки в стеклянной пластинке. Физика в школе. 2006. №1. С.64-65.
12. Павленко А.1. Експериментальне визначення ходу промеыв i видимого збтьшення у моделях лупи, мтроскопа та телескопа. Науковi записки. Випуск 51. Ч.2. Серiя: Педагопчы науки. Юровоград: РВЦ КДПУ iм. В.Винниченка. 2003. С. 112-117.
13. Геометрична оптика. Термши, визначення та лтеры позначення основних величин: ДСТУ 2756-94. Чинний вщ 01.01.1996. К.: Держстандарт Укра'ни, 1994. 44 с.
14. Загальна фiзика у прикладах, запитаннях i вщповщях. Оптика: навчальний поабник / В. Ф. Коваленко та Ы.. К. : ВПЦ «Ки'вський уыверситет», 2012. 447 с.
15. Федосов И.В. Геометрическая оптика. Саратов: Сателлит, 2008. 92 с.
References
1. Bezuhlyi D. Visualization being a modern strategy of education. Fizyko-matematychna osvita. 2014. № 1 (2). S. 5-11. (in Ukrainian)
2. Zhytienova N.V. The core of visualization in educational process. Zbirnyk naukovykh prats' Kam'yanets'-Podil's'koho natsional'noho universytetu im. Ivana Ohiyenka. Ser. : Pedahohichna. 2013. Vyp. 19. - S. 18-21. (in Ukrainian)
3. Pavlenko A.I. Graphical visualization of ray path of homocentric beam in plane and parallel plate //Zb. nauk. prats'. Umans'kyy DPU im. Pavla Tychyny. Kyyiv: Naukovyy svit. 2001. S.147-151. (in Ukrainian)
4. Pavlenko A.I. Innovative technologies of educational physical experiment: geometrical optics. Zaporizhzhya: Prem"yer, 2004. 120 s. (in Ukrainian)
5. Semenihina Elena. Building skills of dynamic visualization for futuremathematicsteachers by instruments SCM MAPLE //European Journal of Contemporary Education. 2014. Vol.(10), № 4, p.265-272. (in Russian).
6. Philosophic vocabulary /Andrushchenko Y.V., Vusatyuk O.A., Lynetskyy S.V., Shuba A.V. Kyyiv: A.S.K. 2006. 1056 s.
7. Pokrovskij A.A. Equipment in physical laboratory. M.: HUP MP RSFSR, 1958. - 423 s. (in Russian).
8. Trifonova Olena. Studying of lenses and their properties // Naukovi zapysky. Seriya: Problemy metodyky fizyko-matematychnoyi i tekhnolohichnoyi osvity. Kirovohrad. 2014. Vyp. 5, CH. 1. S. 174-179.
9. Pokrovskij A.A., Zvorykin B.S. Frontal laboratory lessons on physics in high school (guide for teachers). - M.: Yzd-vo APN RSFSR, 1951. - 171 s. (in Russian).
10. Abragam G. Collected articles about elementary experiments on physics, worked out by many physicists /Perevod s frants. pod red. prof. B.P.Vaynberha. CH.II. Akustyka. Optyka. ilektrychestvo y mahnetyzm. Odessa: Mathesis, 1905. - 434c. + LXKHV. (in Russian).
11. Pavlenko A.Y. Building image of point in glass plate //Fyzyka v shkole. - 2006. - №1. - S.64-65. (in Russian).
12. Pavlenko A.I. Experimental determination of ray path and visible magnification in the models of lens, microscope and telescope //Naukovi zapysky. Vypusk 51. CH.2. Seriya: Pedahohichni nauky. Kirovohrad: RVTS KDPU im. V.Vynnychenka. 2003. S.112-117. (in Ukrainian)
13. Geometric optics. Terms, definitions and letters of reference for the main variables: DSTU 2756-94. Chynnyy vid 01.01.1996. K.: Derzhstandart Ukrayiny, 1994. 44 s. (in Ukrainian)
14. General Physics in examples, questions and responses. Optics: training manual / V. F. Kovalenko, I. M. Khalimonova, N. P. Kharchenko, V. M. Stetsyuk. K. : VPTS «Kyyivs'kyy universytet», 2012. 447 s.
15. Fedosov I.V. Heometrycheskaya optyka. Saratov: Satellyt, 2008. 92 s. (in Russian).
METHOD OF VISUALIZATION OF GRAPHICAL LINES IN GEOMETRICAL OPTICS AS AN INNOVATIVE COMPONENT OF IMPLEMENTATION OF EDUCATIONAL POTENTIAL FOR VOCATIONAL TRAINING IN THE HIGHER SCHOOL
Anatolii Pavlenko
Khortytsia National Educational Rehabilitation Academy, Ukraine
Abstract. In the article the analysis and generalization of different approaches in defining the main features of the experimental visualization in physics. Reviewed and analyzed the traditional methods of study of the rays in geometrical optics. The ratio is determined by traditional methods to experimental visualization in physics.
Reasonable and describes a new experimental method of visualizing the stroke of light rays in optical components for the study of geometrical optics. Developed a method of graphical visualization of lines in geometrical optics is the introduction of the field of view is already done graphic lines on the plane of the flat paper surface surveillance (imaging) in the optical parts. Method involves experimental designation (fixation) on paper and study is a continuation of the pictures of graphical lines (of the rays) in transparent plates, prisms, fragments of cylindrical mirrors, cylindrical lenses and their systems. Determined the prototype of the method and its history of development and application to illustrated examples. Models of the light rays are a graphical straight lines, are applied to the paper. Optical parts and graphic straight lines on a sheet of paper placed on a horizontal surface. Proved the new capabilities of the method in a pilot study. Namely, obtaining a new metric of information, the expansion of the application for different optical elements, the observation of multiple beams, phase visualization for complex models of optical devices (reduction of construction).
Considered the new educational opportunities of setting front physical experiment of geometrical optics on the basis of the method of visualization in the process of professional training of students of physical, physical-technical and engineering courses in high school. In particular: experimental determination of the rays and the visible increase in models of magnifier, microscope and telescope, graphical visualization of the rays homocentric beam in a plane-parallel plate, the turnover of the beam, aberration and others.
Key words: method of visualization, graphical lines, the HigherSchool, geometrical optics, education, physical experiment.
