CC BY
30
Схватывание поликристаллических металлических поверхностей носит очаговый характер. Пятно контакта составляет не более 8 % от общей площади.
Максимальная прочность залеченных участков достигается 7-10 % на образцах, подвергнутых одноосному сжатию, ортогональному плоскости залечивания, которое в совокупности с поворотом поверхностей позволяет наиболее эффективно удалить поверхностную пленку, которая является серьезным препятствием для схватывания. Вторая серия опытов показала, что совместное действие одноосного сжатия, взаимного поворота поверхностей и электрического тока, а также нагрева, обеспечивает значительное увеличение прочности залеченных участков до ~50 % от табличной.
Залечить модельную трещину в металлических образцах можно лишь предварительным совмеще-
нием берегов раскола и разрушением поверхностных пленок, покрывающих контактирующие поверхности. Основным препятствием для схватывания в металлах является рельеф поверхностей. Несовершенство поверхностей образцов, включающее слабые повреждения, загрязнения, высокую шероховатость, сферичность препятствует формированию непрерывной границы раздела. Механическая деформация приводит к вскрытию ювенильных поверхностей, в результате чего происходит перекрытие потенциала металлической связи, что обеспечивает восстановление сплошности.
Таким образом, выявлена корреляция между совершенством поверхностей и способностью к залечиванию в поликристаллических металлических образцах.
ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО МЕТОДА НА ЗАНЯТИЯХ ФИЗИЧЕСКОГО ПРАКТИКУМА
© А.И. Стерелюхин, Н.И. Старцева
Исследовательский метод в дидактике средней школы рассматривается как «наиболее совершенное средство обобщения знаний» и используется в целях обучения школьников «приобретать знания, исследовать предмет или явление, делать выводы и применять добытые знания и навыки в жизни» [1]. Можно выделить основные этапы этого метода: наблюдение фактов и явлений, подлежащих исследованию, постановка проблемы, выдвижение гипотезы, построение плана исследования, осуществление плана исследования, оформление решения, проверка решения, практические выводы.
На занятиях физического практикума, который проводится со студентами естественнонаучных специальностей университета, мы применяем этот метод. Использование этого метода предусматривает выполнение части работ физического практикума не по привычным инструкциям, а по заданиям, представленным на карточках. Особенно плодотворно применение этого метода в работе со студентами, имеющими высокий уровень подготовки по физике.
В качестве примера рассмотрим методику применения этого метода при выполнении работы практикума «Определение разрешающей способности глаза» [2]. В беседе со студентами выясняем, что разрешающая способность глаза ограничена из-за явления дифракции. Если перед глазом расположен непрозрачный экран с отверстием, диаметр которого меньше диаметра зрачка, то разрешающая способность глаза уменьшается вследствие дифракции на отверстии. При этом показываем белый экран, в центре которого поставлены две точки на расстоянии 1 мм друг от друга. Студенты убеждаются, что на определенном расстоянии глаз перестает различать две точки, они сливаются в одну.
Формулируем гипотезу. Она состоит из двух частей: 1) расстояние, на котором две точки на экране сливаются в одну, зависит от диаметра отверстия; 2) разрешающая способность глаза зависит от диаметра отверстия. Для экспериментальной проверки первой части гипотезы ставим перед студентами задачу: исследовать, как зависит это расстояние от диаметра отверстия, сквозь которое смотрит наблюдатель. Студенты получают экраны с отверстиями различных диаметров (0,3; 0,5; 1,0; 1,5 и 2 мм). Они выполняют исследования, записывая при этом результаты в таблицу.
После выполнения этой части задания студенты приступают к проверке второй части гипотезы. В связи с этим вместе с ними формулируем следующую задачу: принимая расстояние между точками за длину дуги окружности, а расстояние Я от глаза до экрана с двумя точками за радиус окружности, вычислите минимальное угловое расстояние по формуле:
1 1 , I
ф « -----360° =---360 • 60' и 3420 — .
2пЯ 2пЯ Я
Постройте график зависимости разрешающей способности глаза ф от диаметра отверстия в экране.
После построения графика предлагаем студентам провести анализ результатов и установить значение угла, которое практически не уменьшается при дальнейшем увеличении диаметра отверстия в экране перед глазом. Отметив это значение угла, надо оценить линейные размеры светочувствительных элементов сетчатки глаза - колбочек. После выяснения указанных размеров предлагаем студентам сравнить результаты работы со справочными данными.
Проводя со студентами заключительную беседу, предлагаем им выделить основные этапы своей работы.
Опыт работы со студентами показывает, что применение исследовательского метода при выполнении ряда работ дает положительные результаты в обучении. Знания студентов становятся более осознанными, системными, глубокими и прочными.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сластенин В.А., Исаев И.Ф., Мищенко А.И., Шиянов В.Н. Педагогика. М.: Школа-Пресс, 1998. 512 с.
2. Кабардин О.Ф. и др. Факультативный курс физики. М.: Просвещение, 1987. 208 с.
ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫЙ ПОДХОД В ОБУЧЕНИИ СТУДЕНТОВ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ УНИВЕРСИТЕТА НА ЗАНЯТИЯХ ФИЗИЧЕСКОГО ПРАКТИКУМА
© А.И. Стерелюхин, Н.И. Старцева, В.М. Михайлов
Физический практикум, организованный для студентов естественнонаучных специальностей, проводится в рамках курса общей физики, читаемого на первом и втором курсах. Вследствие разного уровня преподавания физики в школах, а также в силу других обстоятельств студенты, поступающие в университет, имеют совершенно различную подготовку по физике и математике. Это в значительной степени отрицательно сказывается на результативности их работы в ходе практикума.
Изложенное выше приводит к необходимости осуществления дифференцированного подхода в процессе обучения студентов. Особенности работы со студентами на занятиях практикума при дифференцированном обучении отражает таблица 1.
Дополнительные экспериментальные задания для студентов носят различный характер. Среди них можем выделить следующие типы:
- задания, выполнение которых требует повторения измерения какой-либо физической величины изученным методом (на других образцах, в отношении других веществ и т. п.) и сравнения результатов, полученных в работе и при выполнении дополнительного задания;
- задания, выполнение которых требует изучения другого метода (методики) определения какой-либо физической величины и сравнения двух изученных методов (в том числе и в отношении точности измерений);
- задания, выполнение которых требует от студентов «разработки» метода определения какой-либо физической величины, проверки какого-либо закона (закономерности).
Примером дополнительного экспериментального задания первого типа является, например, такое: определите коэффициент трения металла по стали (подбирается брусок какого-либо металла и полоска стали) или дерева по стеклу, которое даем студентам после выполнения ими работы «Определение коэффициента трения с применением закона сохранения и превращения энергии», или: определите показатель преломления кристалла ЫЕ или плексигласа, которое мы даем после выполнения работы «Определение показателя преломления стекла при помощи микроскопа». Выполнение заданий этого типа дает возможность студентам сравнить измеренные величины на различных образцах, сопоставить результаты и таким образом расширить
круг знаний об изучаемой характеристике вещества. Задания первого типа могут быть усложнены заменой измерительных приборов на более (менее) точные.
Таблица 1
Особенности работы студентов на занятиях физического практикума при дифференцированном обучении
№ п/п Работа студентов, имеющих слабую подготовку по физике и математике Работа студентов, имеющих высокий уровень подготовки по физике и математики
1 Начинают выполнение практикума с работ более простого содержания Начинают выполнять практикум с работ более высокого уровня сложности
2 При выполнении отдельных наиболее сложных операций студентам уделяется большее внимание со стороны преподавателя, оказывается помощь Студенты во время работы в большей степени проявляют самостоятельность
3 Студенты, быстро и правильно выполнившие работу, получают дополнительные экспериментальные задания
4 При обработке результатов экспериментов осуществляется более строгий контроль со стороны преподавателя Обработка результатов эксперимента проводится самостоятельно. Результат предъявляется преподавателю
5 Во время отчета студенты отвечают поначалу на вопросы, требующие воспроизведения определений, формулировок законов, записи формул, объясняют метод выполнения работ В отчетной беседе студенты отвечают на вопросы повышенной сложности, объясняют методы выполнения дополнительных экспериментальных заданий
