CC BY
16
УДК 37.09 ББК 74.47
ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ФИЗИЧЕСКОГО ПРАКТИКУМА ПО РАЗДЕЛУ "ОПТИКА" В СРЕДНЕМ ПРОФЕССИОНАЛЬНОМ ОБРАЗОВАНИИ
ЯКИМОВ К.В. ФГБОУВО ЮУрГГПУ, Челябинск, Россия e-mail: [email protected]
Аннотация
Основной задачей, стоящей перед техническими вузами, является формирование технических кадров для предприятий и заводов Российской Федерации. Основной путь решения этой задачи -организация профессионально-ориентированного обучения, опирающегося на фундаментальную естественнонаучную и общеинженерную подготовку.
Ключевые слова: профессионально-ориентированное обучение, лабораторный практикум, естественнонаучный цикл, физика, оптика, интерференция.
Актуальность. В 2016 году на заседании совета по науке и образованию президент Российской Федерации В.В. Путин отметил, что отечественная система технического образования должна быть нацелена на качественную подготовку будущих
специалистов, чьи навыки, квалификация во многом определяют надёжность, эффективность производственного процесса, внедрение новых технологий, конечный результат.
Основной задачей, стоящей перед техническими вузами, является формирование технических кадров для предприятий и заводов Российской Федерации. Основной путь решения этой задачи - организация профессионально-ориентированного обучения, опирающегося на фундаментальную естественнонаучную и общеинженерную подготовку, которая не возможна без сохранения в отечественной школе компонента политехнической
направленности обучения физике [1].
Профессионально-ориентированное обучение в техническом вузе целесообразно реализовывать на основе физического практикума, при организации которого следует иметь в виду требования Федеральных государственных образовательных стандартов для всех уровней образования, а именно применение практико-ориентированных
заданий, проектов, лего-технологий и самообразовательной деятельности
обучающихся [5, 6].
Значительную роль в подготовке будущих специалистов играет образование в сфере точных наук, в частности, физики.
Формируемые компетенции в курсе физике востребованы в дисциплинах
профессионального цикла с учетом равноценность обучения физики для всех форм образовательного процесса по одной и той же специальности и преемственность процесса обучения физики на всех ступенях образования. В техническом вузе физика выступает как особая образовательная дисциплина, так как является фундаментом для изучения других общеобразовательных, инженерных и специальных дисциплин.
Одним из видов аудиторной учебной работы является физический практикум. Практикумам отведена особая роль в техническом вузе. Дидактическая роль лабораторных практикумов велика. Восприятия при их выполнении базируются на более разнообразном количестве чувственных впечатлений и становятся более полными по сравнению с восприятиями при наблюдении демонстрационного эксперимента. Выполняя работы, студенты учатся пользоваться физическими приборами, обрабатывать и анализировать полученные результаты. Лабораторный практикум имеет и важное воспитательное значение,
дисциплинируя студентов, приучая их как к самостоятельной работе, так и к работе в коллективе [3].
Физический практикум должен решать одновременно две чрезвычайно важные задачи: дать основы для последующей профессиональной деятельности, а также предоставить студентам возможность формирования навыков научно-
исследовательской работы в области естественных наук.
Учитывая потребности градообразующего предприятия ФГУП "Приборостроительный завод" в закрытом административно-территориальном образовании городе Трехгорный в марте 1990 года открылось Отделение №5 Московского инженерно-физического института (в наст.вр. - Трехгорный технологический институт - филиал НИЯУ МИФИ (ТТИ НИЯУ МИФИ)). Был объявлен набор абитуриентов для подготовки по двум специальностям: "Приборостроение" и "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети". На сегодняшний день ТТИ НИЯУ МИФИ готовит будущих специалистов по пяти специальностям высшего и пяти среднего профессионального образования (СПО): техники, механики, радиотехники, бакалавры и инженеры.
В учебных планах специальностей СПО на первом курсе одной из основных обязательных дисциплин является физика. За один год студенты должны изучить курс общей физики и выполнить практические и лабораторные работы.
Уже 27 лет в институте работают лаборатории по основным дисциплинам, оснащенные самым современным
оборудованием, включая все разделы физики. В число оборудования входят:
• типовой комплекс "Механика";
• типовой комплекс "Физика, электричество и магнетизм";
• лабораторный комплекс " Волновые процессы" (ЛКВ-1);
• лабораторный комплекс "Квантовая и атомная физика" (ИСК-2);
• лабораторный оптический комплекс (ЛКО-1) и другие.
Одним из наиболее иллюстративных и доказательных является раздел физики "Оптика", рассматривающий явления, связанные с распространением
электромагнитных волн видимого,
инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов спектра. Методы оптики используются во многих прикладных дисциплинах, включая электротехнику, физику, медицину (в частности, офтальмологию), а также во многих областях инженерии и промышленности, таких как дефектоскопия, автоматизированные системы управления, системы самонаведения, датчики и т.п.
Знание пройденного материала становится навыком, когда оно мгновенно выдает необходимое решение или ответ. Сегодня, когда знания более фрагментарные, выборочные, сиюминутные, в педагогическом сообществе нет общих критериев оценки знания студента. Пункт воспроизведения по памяти исключен, каждый преподаватель оценивает уровень знаний студентов по-своему. Безусловно, главное - это понимание, но не каждый раз сможешь заглянуть в справочник или в интернет. Ведь не бывает понимания без запоминания. Зачастую у студентов возникают проблемы с пониманием и запоминанием терминов, особенно в области
естественнонаучного цикла. Решением этой проблемы является наглядность физического практикума.
Рассмотрим данную ситуацию на примере изучения темы "Интерференция" в среднем профессиональном образовании Трехгорного технологического института - филиала НИЯУ МИФИ. "Томас Юнг, введя "принцип суперпозиции", первым объяснил явление "интерференции света" и ввел в научный обиход термин "интерференция" ... Именно с этих слов начинается развитие темы занятия, преподаватель вводит новый термин. Однако 72% обучающихся не сразу могут представить себе, в чем именно заключается это явление, как происходит перераспределение интенсивности света, и многое другое.
Увидеть в реальности интерференционную картину и перераспределение максимумов и минимумов возможно в учебной лаборатории физики с помощью лабораторного оптического комплекса (ЛКО-1), представленного на рисунке 1.
Рис. 1. Лабораторный оптический комплекс (ЛКО-1)
Комплекс ЛКО-1 реализует на рабочем месте учащегося более 40 экспериментов по
геометрической оптике, фотометрии, интерференции, дифракции, поляризации. Комплекс включает оптическую базу (каркас с оптической скамьей, газовый лазер, фоторегистратор), функциональные модули, набор изучаемых объектов. Все элементы легко наблюдаемы и в любой момент доступны учащемуся. Конструкция комплекса
обеспечивает оперативное, надежное и наглядное воспроизведение изучаемых явлений.
В физическом практикуме "Изучения явления интерференции в опыте с бипризмой Френеля" студентам необходимо сравнить полученную экспериментально длину волны лазера комплекса с паспортным значением. Предварительно получив интерференционную картину, выстроив в правильном порядке необходимые модули и объекты комплекса [2].
Бипризма Френеля состоит из двух одинаковых, склеенных друг с другом призм с малыми преломляющими углами (рис. 2). Источник света расположен на некотором расстоянии от этих призм. Волновой фронт света, исходящего от источника, с помощью призм разбивается на две части, и обе волны встречаются за призмами. Так как оба фронта вызваны одним и тем же источником, то на экране в области их перекрытия, называемой полем интерференции, возникает
интерференционная картина, которая имеет вид чередующихся светлых (максимумы) и темных (минимумы) полос [4].
Для вычисления длины волны необходимо определить ширину полосы интерференционной картины, расстояние между мнимыми источниками, увеличение микропроектора и увеличение, даваемое объективом.
В ходе выполнения физического практикума студентами была получена интерференционная картина с помощью бипризмы Френеля, которая наглядно представила явление интерференции (рис. 3).
_ _ „ — - M
H 1 . / // / /
и "а ——_ N
Рис. 2. Бипризма Френеля
25 30
Рис. 3. Полученная интерференционная картина
В рамках исследования выявлено, что подготовка будущих специалистов к решению профессиональных задач, к саморазвитию и самореализации в сфере профессиональной деятельности требует совершенствования методологических умений студентов за счет формирования у них умений осуществлять исследования с использованием современного оборудования, организовывать
самостоятельную учебно-познавательную и исследовательскую деятельность. Организация самостоятельной работы при проведении лабораторного практикума требует от преподавателя учета индивидуальных особенностей и интеллектуальных знаний студента, поскольку оказывает влияние на формирование основ профессиональных качеств личности, развивает способности к самореализации, самоконтролю, самоанализу.
Список литературы
1. Капралов А.И. Реалии и перспективы сохранения в отечественной школе компонента политехнической направленности обучения физике /А.И. Капралов, О.Р. Шефер //Инновации в образовании. - 2016. - №3. - С.105-113.
2. Клочков А.А. Лабораторный практикум по общему курсу физики (раздел "Электричество и магнетизм"): учебно-методическое пособие /А.А. Клочков, П.М. Косьянов. - Нижневартовск: Изд-во Нижневарт. гуманит. ун-та, 2010. -55 с.
3. Лебедева Т.Н. Межпредметная проектная деятельность учащихся с использованием Лего-роботов / Т.Н. Лебедева, О.Р. Шефер //Инновации в образовании. - 2012. - №9. - С. 67-73.
4. Морозов А.Н. Организация физического практикума в техническом университете / А.Н. Морозов // Физическое образование в вузах. - 2014. - Т.20. - №3. - С. 100-115.
5. Смирнов С.А. Лабораторный практикум по физике /ред. С.В. Степанова. - М.: ФОРУМ: ИНФРА, 2010. - 112 с.
6. Шефер О.Р. Моделирование процесса организации самообразовательной деятельности обучающихся по изучению физики / О.Р. Шефер //Инновации в образовании. - 2016. - №8. - С. 94-101.
PECULIARITIES OF ORGANIZATION OF PHYSICAL PRACTICUM ON SECTION "OPTICS" IN SECONDARY PROFESSIONAL EDUCATION*
YAKIMOV K.V. SUSHPU, Chelyabinsk, Russia e-mail: [email protected]
Abstract
The main task facing technical universities is the formation of technical personnel for enterprises and plants of the Russian Federation. The main way to solve this problem is to organize vocational-oriented training based on fundamental scientific and general engineering training.
Keywords: vocational-oriented training, physical training, natural science cycle, physics, optics, interference.
* Научный руководитель: д.п.н., проф. Шефер О.Р.
