авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 12 |

«Министерство образования и науки Российской Федерации Научно-методический совет по физике Минобрнауки РФ Российская академия наук Московский государственный университет ...»

-- [ Страница 4 ] --

Прохоров, Н.Г. Басов, Ч.Х. Таунс, Т. Мейман и др.) были исключительно креативными людьми. Это ясно, в частности из того, что многие положе ния, которые в будущем стали основой лазерной физики, были уже уста новлены, но лазер еще не был изобретен. Казалось бы, после работ Эйн штейна создание лазера стало практически неизбежным. Эта неизбежность еще больше возросла после выхода в свет работ В.А.Фабриканта. Тем не менее, лазер смог родиться, только когда появились ученые, которые смог ли взглянуть на проблему совершенно по-новому, то есть обладающие вы соким уровнем креативности.

История лазерной физики богата примерами креативности ее твор цов. В 2000 г. Нобелевская премия была присуждена за исследования, непо средственно связанные с лазерами. Ж. Алферов и Г. Кремер получили ее за создание полупроводниковых структур для высокоскоростной связи и опто электроники [2].

Лазерная физика, историю развития которой мы используем для раз вития креативности учащихся, современна и, в то же время, полна ярких исторических идей, приведших к многочисленным нетривиальным откры тиям и необычным изобретениям. Современная физика лазеров – один из наиболее динамичных разделов физики. При этом большинство ее дости жений не реализовалось бы без участия ученых, обладающих высокой креа тивностью мышления. Эти характеристики лазерной физики позволяют нам вести на основе изучения ее истории воспитание креативности студентов – будущих учителей. Для этого реализован специальный курс для студентов и школьников «История создания лазеров». Курс успешно реализован при обучении магистров.

В связи с тем, что курс лазерной физики сложен для изучения, ис пользуется историко-физический подход, который может найти одинаковое применение как в школе, так и в педагогическом вузе. При этом, конечно, страдает глубина изложения учебного материала, однако в данном случае это допустимо, так как мы не занимаемся подготовкой специалистов по конструированию или эксплуатации лазеров. В то же время качественные методы значительно развивают научный и культурный кругозор обучаемых, создают необходимый эмоциональный фон и повышают интерес к изуче нию этой темы. Подобный инновационный подход представляет собой не тривиальный взгляд на один из главных разделов современной физики — физику лазеров. В структуре предлагаемого курса можно выделить три ло гических блока [3]: исторический («История создания лазеров»), физиче ский («Основы физики лазеров») и социокультурный («Устройство и при менение лазеров»).

Знание истории физики необходимо для гармоничного развития че ловека в связи с важностью осознания причинно-следственных закономер ностей в окружающем мире [4]. Трудно утверждать о существовании опре деленной, достаточно строгой схемы. Но достаточное количество интерес ных креативных примеров может перейти в новое качество, и для разных людей этот процесс будет более быстрым, чем для других.

Литература 1. «Неразрывность и правопреемство. Кому и зачем нужна сегодня история науки и техники» [Электронный ресурс] // Независимая газета [Сайт]. URL: http://www.ng.ru/ science/2012-02 22/9_pravopreemstvo.html 2. Шейпак А.А. История науки и техники Материалы и технологии Ч.1. второе издание М.: Изд-во МГИУ, 2009.

3. Руснак А.И. Кудрявцев В.В. История лазерной физики, как учебная дисципли на ВАК «Наука и школа», М. 4. "...Нельзя заставлять ученого заниматься тем, чем он не хочет". Беседа акаде мика А.М. Прохорова с сотрудниками ИИЕТ РАН А.Б. Кожевниковым и М.М. Мокровой [Электронный ресурс]. URL:http://vivovoco.rsl.ru/VV/JOURNAL/VIET/PROKHOROV.HTM Стоячие волны электронной плотности в нанообъектах © Е. В. Смирнов Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана (Москва, Россия) seva09@rambler.ru В конце XX века начался новый, очень важный этап в изучении волновых свойств микромира, связанный с использованием достижений нанотехнологии. Его особенности обусловлены уникальными возможностями сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), а также появлением новых квантовых объектов, таких, например, как квантовые загоны, графеновые наноостровки и т. д. С помощью СТМ оказалось возможным визуализировать волны де Бройля на поверхности атомарно гладкого проводника и наблюдать изменение структуры этих волн в потенциальных ямах (квантовых загонах) при изменении энергии электронов или формы загона (см., например, [1]).

Эти результаты могут служить чрезвычайно важной иллюстрацией основных положений квантовой механики, могут сделать ее выводы более наглядными и содержательными для студентов. В связи с этим возникает естественная необходимость включения разделов, посвященных физическим основам нанотехнологий в курс общей физики технических университетов.

а б Рис. 1. Квантовый загон из атомов железа на поверхности меди На рис.1 а представлен квантовый загон в форме окружности, состоящий из 48 атомов железа, собранный на поверхности кристалла меди (111) [2]. Средний радиус загона составляет 7,13 нм. На рис.1 б приведено сравнение экспериментальных данных, полученных для сечения СТМ изображения загона плоскостью, проходящей через атом железа перпендикулярно поверхности кристалла меди (сплошная линия), с результатами численных расчетов (пунктирная линия).

Экспериментальные исследования показывают, что электронные волны внутри и вне круглого загона обладают цилиндрической симметрией.

Вид электронных волн в загоне согласуется с решением уравнения Шредингера для электрона, находящегося внутри круглой потенциальной ямы, и описывается с помощью функций Бесселя. Размах колебаний поверхностной электронной волны в загоне составляет ~ 30 пм.

Очевидно, что структура поверхностных электронных волн зависит от формы квантового загона, т.е. от граничных условий для поверхностных волн. Эту зависимость демонстрируют результаты исследований, представленные на рис. 2 [3]. Вид стоячих волн де Бройля для загонов в форме правильного треугольника (рис. 2 а) и шестиугольника (рис. 2 б) демонстрирует симметричную систему локальных максимумов – пучностей стоячей волны де Бройля – внутри загонов.

а б Рис. 2. Стоячие волны де Бройля в квантовых загонах различной формы Подобная картина стоячих электронных волн присуща не только квантовым загонам. Она проявляется для всех потенциальных ям, удерживающих электроны, и демонстрирует те или иные особенности в зависимости от формы и размеров ямы. Ниже как пример приведены результаты исследования свойств стоячих электронных волн в эпитаксиальных наноостровках графена на поверхности иридия (111) [4].

-0,27В -0,41В -0,57В -0,74В -0,90В -0,27В -0,40В -0,57В -0,75В -0,89В Рис. 3. Картины дифференциальной проводимости dI dV графеновых наноостровков на поверхности Ir (111). Под каждой картиной указана величина напряжения смещения V Приведенные на рис. 3 результаты демонстрируют ярко выраженную пространственную модуляцию дифференциальной проводимости dI dV в наноразмерном монослое графена. Это объясняется модуляцией локальной плотности электронных состояний, которая вызывается захватом электронов наноостровками графена и образованием стоячих волн де Бройля. Вид максимумов (светлых пятен на изображении наноостровков) dI dV зависит от напряжения смещения и качественно согласуется с картиной стоячих волн де Бройля для квантовых загонов треугольной и шестиугольной формы (рис.2 а и 2 б).

Литература 1. Смирнов Е.В. Волновые свойства электронов в нанообъектах // Физическое об разование в вузах, т. 18, № 3, 2012. С. 80–91.

2. Crommie M.F., Lutz C.P., Eigler D.M. Confinement of Electrons to Quantum Corrals on a Metal Surface // Science, v. 262, 1993, P. 218–220.

3. Collins G.P. STM rounds up electron waves at the QM corral // Physics Today, v. (11), 1993, P. 17–19.

4. Phark S., Borme J., Vanegas A., Corbetta M., Sander D., Kirschner J. Direct Observa tion of Electron Confinement in Epitaxial Graphen Nanoislands // ASC Nano, v. 5, № 10, 2011, P.8162-8166.

Исследование парадокса Даламбера © А. Д. Терентьев, Р. Х. Сулейманов, А. Ю. Григорьев Калининградский государственный технический университет (Калининград, Россия) alexternt@rambler.ru В 1744 году была опубликована работа Даламбера «Traite des Fluides»

с доказательством, что при стационарном обтекании твёрдого тела потоком жидкости приложенная к телу сила равна нулю В 1745 году Эйлер опубликовал свой перевод работы Робинса «New Principles of Gunnery», дополненный расчётами сил, действующих на обтекаемое жидкостью тело. Результат оказался таким же, как у Даламбера [Эйлер Л. Новые основания артиллерии // Ред. Б.Н. Окунев. Исследования по баллистике. – М: Физматлит, 1961 – с. 7–452].

Примечание: в 18-м веке ещё не было представлений о структурных элементах – СЭ: атомах, молекулах, кластерах, определяющих особые свойства фазовых состояний. Жидкости и газы считались сплошной средой, имеющей общее название: жидкость.

Результаты расчётов, выполненных Даламбером и Эйлером, противоречили опыту и получили названия парадокса Даламбера, в некоторых публикациях – парадокса Даламбера-Эйлера, хотя сам Эйлер в дальнейшем к обсуждению этого вопроса не возвращался.

Упоминания о парадоксе Даламбера (иногда в неявной форме) имеются почти во всех изданиях учебно-монографической литературы по механике, в том числе и в курсах общей физики. Наличие сопротивления обычно объясняется непотенциальностью течения газа (жидкости), нарастанием пограничного слоя, «срывом» этого слоя с образованием «вихрей», появлением «вихревого сопротивления» и т. п. Например, в монографии Л.Г. Лойцянского «Механика жидкости и газа» дано 6 ссылок на парадокс Даламбера, в монографии Л.И. Седова «Механика сплошной среды» – 5 ссылок. При этом обсуждаются варианты устранения парадокса при увеличении до бесконечности радиуса сферы, по которой выполняется интегрирование. В монографии Дж. Сэффмена «Динамика вихрей»

парадокс Даламбера объясняется действием «вихревой силы».

В настоящей работе даны результаты исследования коэффициентов сопротивления шара, цилиндра и профилей типа шар-конус и конус-конус с использованием функции углового распределения потока импульса, нормированного на полный импульс центра масс потока дискретной (корпускулярной) среды [1]. Расчеты выполнены при условии упруго зеркального отображения СЭ от поверхности твердых тел. Представлены графические зависимости коэффициентов сопротивления от скоростного параметра – безразмерного числа S, равного отношению макроскопической скорости набегающего потока U к наиболее вероятной скорости С хаотического движения частиц в потоке.

Выполнен анализ полученных графиков, показывающих переход от линейной к квадратичной зависимости сопротивления от скорости набегающего потока:

а) линейный закон сопротивления существует для всех рассмотренных тел и объясняется тем, что при S 1 поток импульса на кормовом участке тела в значительной мере компенсирует действие этого потока на лобовом участке;

б) в окрестностях S 1 все графики имеют максимум, резко возрастающий при обтекании тонких профилей;

в) квадратичный закон сопротивления появляется для всех тел при высоких скоростях обтекания и объясняется перераспределением потока импульса, набегающего при S 1 в основном только на лобовую часть тела.

При этом формула сопротивления преобразуется к виду: R = CД ·A·U2, то есть представляет собой известный закон сопротивления Ньютона, где А – мидель, СД – коэффициент сопротивления, легко вычисляемый для выпуклых тел при условии, что частицы летят по параллельным траекториям с равными скоростями U. Для шара, цилиндра и конуса получаем: СД = 1, 4/3 и 2sin2 соответственно (здесь - полуугол раствора конуса). Графические зависимости показывают, что с ростом числа S значения СД стремятся к пределу, полученному расчётом по формуле Ньютона;

г) варьирование геометрии обтекаемых профилей показывает: при S1 сопротивление уменьшается для «каплевидных» тел с удлинением кормовой части тела;

при S1 для уменьшения сопротивления требуется «заострение» в виде иглы на лобовой части тела. Эти явления хорошо известны из опыта и объясняются здесь свойствами углового распределения потока импульса.

В заключение заметим, что парадокс Даламбера устраняется даже при самом «идеальном» режиме обтекания твёрдых тел потоком дискретной среды, когда все микрошероховатости твёрдой поверхности «сглажены»

слоем адсорбированных частиц. Реальная картина взаимодействия частиц потока с твёрдыми поверхностями, требующая отдельного описания, значительно сложнее. Следует только подчеркнуть, что кроме лобового сопротивления, при движении твердых тел в газах и жидкостях необходим учёт сил трения, природа которых зависит от структуры частиц набегающего потока, качества обработки поверхностей обтекаемых тел и отношения времен адсорбции и свободного пробега СЭ.

Литература 1. Терентьев А.Д. К вопросу об импульсе центра масс потока корпускулярной среды // Международная конференция «Пятые Окуневские чтения». Тезисы докладов. – СПб: Изд-во БГТУ, 2006. С. 31–32.

Модели астрономических систем в задачах-оценках по статистической физике и термодинамике © М. А. Фисенко, А. У. Джалмухамбетов Астраханский государственный университет (Астрахань, Россия) mafisenko@yandex.ru, jalm_au@mail.ru Хорошо известно, какую огромную роль сыграли астрономия и астрофизика в формировании современной картины мира. Но этот факт не нашел должного отражения в новых образовательных стандартах бакалавров физики. В этих конструкциях довлеющая над содержанием форма не способствует формированию у студентов-физиков целостных знаний об окружающем мире, где смена дня и ночи не подвластна воле человека.

Компенсировать эти издержки программ отчасти позволяет пересмотр задач, решаемых студентами в курсах статистической физики и термодинамики. Предлагаем систему задач-оценок, охватывающих такие важные астрономические объекты, как планеты и звезды. С помощью их упрощенных моделей можно, не прибегая к сложным вычислениям, находить количественные характеристики небесных тел. Приведем некоторые примеры подобных задач.

Задача 1. Звезды представляют собой массивные раскаленные газовые (плазменные) шары. Оцените, какой должна быть температура однородного изолированного водородного шара, удерживаемого в равновесии собственной гравитацией, если масса и радиус шара имеют такие же значения как у Солнца (М = 2.01030 кг;

R = 7.0108 м).

Решение. Гравитационная энергия однородного шара массой M и радиусом R выражается известной формулой Wg 0.6GM 2 / R, где G – гравитационная постоянная. Кинетическая энергия теплового движения частиц одноатомного газа при температуре T равна Wk 1.5(M / mат )kT, где k – постоянная Больцмана, а число атомов находится как N = M/mат.

При равновесии полная энергия системы минимальна, поэтому не изменяется при варьировании радиуса шара: (Wg Wk ) / R 0.

Получаем уравнение равновесия в виде 3 M T 3 GM k 0. (1) 2 mат R 5 R При адиабатических изменениях состояний температура газа связана с объемом уравнением Пуассона TV 1 const, где показатель адиабаты одноатомного газа равен = 5/3, а объем шара V (4 / 3)R 3. Поэтому, обозначив постоянную как A, связываем температуру газового шара с радиусом: T AR 2. Отсюда производная температуры равна T 2T / R.

Подставив в уравнение (1), находим выражение для температуры звезды:

T GMmат /(5kR). (2) Подстановка значений констант и данных условия задачи приводит при mат = 1.6710–27 кг к величине температуры T 4.6106 К. Это примерно в три раза меньше температуры в центре Солнца. Таким образом, модель однородного шара позволяет правильно оценить порядок величины температуры звезды, опираясь лишь на значения массы и радиуса светила.

Задача 2. Оцените радиусы R планет земной группы, предполагая их однородными шарами, состоящими из одинаковых нейтральных атомов с порядковым номером Z и атомной массой A 2Z. Массы планет M известны.

Для оценки принять Z 20.3.

Решение. Основной вклад в энергию взаимодействия частиц планеты дает кулоновская энергия атомов, которая в предположении однородного электронного газа равна ( Ze) WQ 0.9M / mат 4 / 3, (1) 40 R где e – элементарный заряд;

0 – электрическая постоянная. С уменьшением радиуса планеты энергия взаимодействия ее частиц также уменьшается.

В кинетической энергии планеты наиболее существенным является вклад энергии вырожденного электронного газа атомов, поэтому 5/ 9h 2 ZM 1/ ZN F 3 3 Wk. (2) 2 80me mат R где me – масса электрона, h – постоянная Планка.

Из условия равновесия (Wk WQ ) / R 0 находим величину 1/ радиуса планеты: R0 3 3M /(4Z 2 m p ) a, где a – радиус боровской орбиты атома водорода. Результаты оценки радиусов планет приведены в таблице:

Масса планеты, Оценка радиуса, Радиус планеты, Планета 106 м 106 м 5.981024 кг Меркурий 0.055 2.44 2. Венера 0.815 6.05 5. Земля 1 6.37 6. Марс 0.107 3.40 3. Видно, что оценки радиусов планет близки их известным значениям.

Задача 3. Белые карлики – звезды, вещество которых удерживается от гравитационного сжатия давлением вырожденного электронного газа.

Оцените радиус R белого карлика, состоящего из гелиевой плазмы, рассматривая звезду в виде однородного шара с массой M, как у Солнца.

Решение. Из условия минимума суммы кинетической и гравитационной энергий находим радиус звезды. Он равен R0 3 / 1 / 3 3h 2 /(32Gme m5 / 3M 1 / 3 ). Численно радиус белого карлика p равен R0 7200 км. Такому радиусу соответствует плотность порядка 10 т/см3.

Задача 4. Вещество нейтронных звезд представляет собой вырожденный нейтронный газ. Оцените радиус R нейтронной звезды в виде однородного шара массы M, состоящего из нерелятивистского вырожденного нейтронного газа. Ее массу принять равной массе Солнца.

Решение. Из условия минимума суммы гравитационной энергии звезды и кинетической энергии вырожденного газа нейтронов находим величину равновесного радиуса: R0 3 /(2) h 2 /(4Gmn / 3M 1 / 3 ).

4/3 В результате получаем радиус нейтронной звезды R0 12 км.

Плотность вещества оказывается колоссальной: 2.5105 т/мм3.

Задача 5. Шаровое скопление звезд содержит обычно сотни тысяч звезд, подобных Солнцу, а радиус скопления составляет примерно 20– парсек (1 парсек = 3.0861016 м). Рассматривая скопление, как «газ» из звезд, оцените среднюю квадратичную скорость звезд.

Задача 6. Сила тяжести ограничивает максимальную высоту рельефа планеты. Оцените максимальную высоту гор на планете массой М и радиусом R. Предположите, что горы имеют форму вертикального цилиндра. Удельная теплота плавления кремнезема 130 кДж/кг.

Задача 7. Астероиды с массой более 1021 кг имеют форму близкую к сферической в отличие от астероидов меньшей массы, представляющих собой бесформенные глыбы. Оцените величину массы, при превышении которой астероид с плотностью вещества 5103 кг/м3 принимает сферическую форму.

Подобные задачи позволяют охватить наиболее важные астрономические системы, раскрывая природу действующих сил и механизм их формирования, оценить порядок величины параметров без обращения к более строгим теориям. Решение таких задач дает студенту возможность получать знания о мире в результате активной самостоятельной исследовательской деятельности.

Литература 1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика (сер. «Теоретическая физика», т. 5). – М.: Наука, 1964. 568 с.

2. Дагаев М.М., Демин В.Г., Климишин И.А., Чаругин В.М. Астрономия.– М.:

Просвещение, 1983. 384 с.

3. Джалмухамбетов А.У., Фисенко М.А. Современная естественнонаучная картина мира: учебно-методическое пособие. – Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2010. 105 с.

СЕКЦИЯ 2. «ФИЗИКА В СИСТЕМЕ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ»

Лабораторный практикум по твердотельной электронике © Н. А. Авдеев, О. Н. Артамонов, О. В. Спирин Петрозаводский государственный университет (Петрозаводск, Россия) navdeev@psu.karelia.ru Обучение по заочной форме представляет определенные сложности как для студентов, так и для преподавателей. Сложности обусловлены, в частности, ограниченным временем аудиторных занятий. При этом необходимо сформировать у выпускников те же компетенции, что и при дневной форме обучения. На физико-техническом факультете ПетрГУ по заочной форме ведется подготовка бакалавров по направлению «Информатика и вычислительная техника». При изучении ими курса «Твердотельная электроника» необходимо сформировать такие профессиональные компетенции, как ПК-9 (участие в настройке и наладке программно-аппаратных комплексов);

ПК-10 (сопряжение аппаратных и программных средства в составе информационных и автоматизированных систем). Следует сформировать также общекультурную компетенцию ОК- (использование основных законов естественно – научных дисциплин в профессиональной деятельности, применение методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования) [1].

В данной публикации представлена разработка стенда, представляющего собой печатную плату, на которой размещены все лабораторные макеты курса. Плата адаптирована для работы на платформе Lucas-Nulle UniTrain-I. Система UniTrain-I является модульной мобильной высокотехнологичной электронной лабораторией. Для обеспечения измерений устанавливается программное обеспечение VI Starter под ОС Windows [2]. С помощью программного интерфейса (набора виртуальных приборов) можно задавать режимы генерации и измерения сигналов, что позволяет формировать измерительные комплексы для нахождения параметров исследуемых электронных приборов. Схема печатной платы представлена на рис. 1.

Такая конструкция платы имеет ряд положительных моментов:

– расположение монтажа согласно принципиальной схеме включения полупроводниковых приборов позволяет быстро разобраться в порядке подключения виртуальных приборов;

– использование однотипных виртуальных приборов экономит время проведения измерений на разных блоках платы;

– измерение тока по падению напряжения на известном сопротивлении соответствует методике определения режима работы полупроводникового прибора в практике настройки реальных электронных схем.

Рис. 1. Схема монтажной платы для курса «Твердотельная электроника»:

а) блок измерения параметров диода, стабилитрона, туннельного диода, тиристора, светодиода и фотодиода;

б) блок измерения параметров биполярного транзистора;

в) блок измерения параметров полевого транзистора Регистрация данных в процессе измерений происходит в ручном режиме с одновременной их фиксацией в экспериментальном журнале студента и в электронной таблице формата MS Excel.

Для заочного обучения предлагается вариант электронного журнала с уже внесенными расчетными формулами, что упрощает обработку экспериментальных данных и построения графика вольт – амперной характеристики исследуемого полупроводникового прибора. На отдельном листе электронной таблицы представлены формулы для расчета технических характеристик полупроводникового прибора. Отчет по результатам измерений представляется в электронном виде. Идентификация полученных данных определяется индивидуальным разбросом результатов измерений для каждой печатной платы и заданием различных интервалов измерений. Отчет представляется в электронном виде и содержит таблицу и графики полученных результатов, таблицу рассчитанных характеристик полупроводниковых приборов.

В процессе выполнения лабораторного курса студенты проводят экспериментальное исследование реальных полупроводниковых приборов практически всей элементной базы микроэлектроники, получают практические навыки работы с современными измерительными технологиями на основе программно-аппаратных комплексов, соответствующих существующим международным стандартам. Сопряжение средств измерения со схемами включения полупроводниковых приборов позволяет студентам приобретать навыки настройки электронных схем.

Теоретическое описание физических процессов, на которых основана работа электронных приборов, представлена в учебных пособиях [3, 4].

Преимущества применения такого стенда заключаются в сохранении традиционной формы работы с реальными полупроводниковыми приборами, компактность и мобильность стенда, возможность применения как виртуальных, так и реальных измерительных приборов. При наличии нескольких экземпляров плат лабораторный курс можно проводить как во фронтальном, так и в циклическом режиме. Необходимо отметить универсальность стенда, позволяющего использовать применяемые схемные решения также и в курсах силовой электроники, обработки и преобразования электрических сигналов.

Литература 1. Компетентностный подход в педагогическом образовании / Под. ред. В.А.

Козырева, Н.Ф. Радионовой. – СПб: Изд-во РГПУ имени А.И. Герцена. 2004.

2. [Электронный ресурс] URL: http://www.lucas-nuelle.com/305/apg/1425/UniTrain I.htm 3. Гуртов В. А. Твердотельная электроника: Учеб. пособие / В. А. Гуртов – Москва, 2005 – 492 с.

4. Авдеев Н. А. Твердотельная электроника: Учеб. пособие / Н. А. Авдеев. – Петрозаводск, Изд-во ПетрГУ, 2012. – 65 с.

Методическое обеспечение курса физики для бакалавров © И. А. Авенариус, В. Г. Захаров Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (Москва, Россия) avenarius@list.ru;

vladimir.zakharov@list.ru Годовой опыт работы по новым программам для бакалавров, составленных авторами, выявил необходимость создавать новые учебники, задачники, описания лабораторных работ и прочие методические рекомендации для студентов. Пятитомный учебник И.В. Савельева «Курс общей физики» создавался не для бакалавров, он имеет очень большой объем и насыщен сложными математическими выкладками. В последнее время в нашем университете чаще используется адаптированный для технических вузов «Курс физики» Т.И. Трофимовой. Однако при сокращении лекционных часов еще в полтора раза и этот однотомный учебник стал велик. Вышедший в 2012 году еще более сжатый курс Т. И. Трофимовой «Физика» с подзаголовком «Бакалавриат» [1], к сожалению, содержит некоторые опечатки и является сокращенным изложением прежних упомянутых учебников, мало информации в нем о последних открытиях и новых теориях в физике.

Идея переноса части учебного материала на самостоятельную работу реализуется тем, что мы создаем новые методические пособия со ссылками на ту литературу, которую студенты должны проработать самостоятельно.

Однако отсутствие должного контроля деятельности студентов в этом направлении приводит к тому, что разделы курса, переносимые на самостоятельную работу, попросту игнорируются. Об этом говорят и пустые читальные залы, и откровенно неудовлетворительные ответы студентов по этим разделам на экзаменах и зачётах.

Серьёзной проблемой встаёт создание учебного пособия по лекционному курсу для бакалавров. Естественно при этом пересмотреть уже имеющиеся материалы и соответствующим образом их адаптировать для нового контингента. В настоящее время авторами проводится такая работа с использованием изданных пособий [2, 3].

На врезке приводится Введение к новому курсу физики для бакалавров. Предполагаемый курс для бакалавров будет состоять из следующих частей:

1. Механика (включает законы механики и их приложения).

2. Силовые поля (гравитационное и электромагнитное поле).

3. Колебания и волны. Основы квантовой физики (механические и электрические колебания, волновая оптика и основные представления о квантовой физике с простыми случаями решения уравнения Шредингера).

4. Строение вещества (основные положения молекулярной физики, а также атомной и ядерной физики и физики элементарных частиц).

Первые две части читаются в первом семестре, а последние две – во втором. С целью улучшения контроля самостоятельной работы с этого семестра мы начали проводить проверку знаний студентов по созданным ВВЕДЕНИЕ Министерством Образования тестам для бакалавров О НОВОМ КУРСЕ ВВЕДЕНИЕ.

определенных специальностей.

ФИЗИКИ ДЛЯ БАКАЛАВРОВ Знакомясь с ними, студенты воспринимают их как Трудно назвать область инже увлекательную компьютерную нерной практики, где физика как фундаментальная наука не была бы игру. Очень полезно, что они могут актуальна и не имела бы конкретно узнать о пробелах в своих го выхода на решение различных физических знаниях, восполнить очень важных инженерных задач.

Это и автомобильный транспорт, и их и научиться самостоятельно строительство любых инженерных решать задачи. В планы кафедры сооружений, и оптика, и радио, и телевидение, и все имеющиеся се- входит создание наборов тестов по годня средства телекоммуникаций.

отдельным разделам курса физики, Как ни странно, при таком раз для проведения входного контроля нообразии проблем, которые – как может показаться на первый взгляд уровня подготовки студентов, – слабо связаны между собой, име промежуточного контроля усвоения ется общий подход, в основе кото рого лежат основные законы меха- отдельных разделов, ники. Если их понять, то всё осталь соответствующих дидактическим ное тоже будет понятно. Часто так единицам, а также рубежного бывает в жизни, что когда поймёшь одну проблему, горизонты знания контроля для допуска к экзаменам.

раздвигаются столь необъятно, что Для осуществления этих планов многие другие проблемы, о которых раньше и не думал, представляются кафедре необходимо будет создать более простыми и доступными для свой компьютерный класс.

рассмотрения и решения.

Возможно, со временем регулярное Предлагаемое учебное посо бие ориентировано на будущих ба компьютерное тестирование калавров, изучающих физику в МА сможет заменить контрольные ДИ в течение двух семестров. Про грамма курса сжата по сравнению с работы в течение семестра.

прошлыми рабочими программами.

Адаптация под бакалавриат Прошлые курсы переработаны и семинарских занятий – ещё одна приспособлены специально для контингента бакалавров. Неизбежно проблема;

возможно, одна из некоторые физические законы и яв наиболее серьёзных. Количество ления должны при этом отойти на второй план. Тем не менее, матери- часов, выделяемых на семинары, ал, не входящий в учебную про катастрофически мало – один или грамму, но который автору пред два часа в неделю, а для некоторых ставляется важным, в пособии при сутствует и напечатан более мел специальностей МАДИ семинары ким шрифтом: те, кому это интерес вообще не предусматриваются.

На но, его прочитают и расширят свой кругозор и общую культуру. семинарах рассматривается В. Захаров решение нескольких типовых задач, выдается общее для всей группы расчетно-графическое задание из - 40 задач для самостоятельного решения. Проверка достигнутых навыков в решении задач осуществляется на контрольной работе, проводимой после окончания раздела, где студенты получают индивидуальные варианты из задач, подобных тем, которые были в общем задании. По результатам контрольной работы ставится зачет по изучаемой теме, соответствующей дидактической единице. По-видимому, оптимальным решением было бы удачное составление расчётно-графических работ (или по-старому:

домашних заданий), так чтобы каждое из заданий было индивидуальным и составлено таким образом, чтобы индивидуальная активность была максимально активизирована, а массовое творчество (читай: списывание) затруднено. Работа по созданию таких заданий активно ведется на нашей кафедре. Здесь хотелось бы отметить положительный опыт кафедры физики Московского авиационного института (ГТУ МАИ), где имеется хорошо разработанный комплект задачников по всему курсу физики. Количество задач в них достаточно, чтобы каждый студент имел собственный вариант со своими задачами. Номер варианта соответствует номеру студента в списке группы, а перечень задач для каждого варианта приведён в конце задачника.

При переходе на новую форму обучения особое внимание будет уделяться проведению лабораторных работ, парк которых должен базироваться на установках нового поколения. Перерабатываются старые описания лабораторных работ, в них включается более подробное теоретическое изложение изучаемых явлений, о которых не сказано на лекциях из-за недостатка времени.

Нами создан сайт кафедры физики МАДИ [4]. Там выложены для студентов вопросы для подготовки к экзаменам, учебные пособия по лекционному курсу, расчетно-графические задания по всем разделам курса физики, методические рекомендации по решению задач каждого раздела, описания лабораторных работ и таблицы для занесения результатов измерений, расчетные формулы для обработки результатов. Студенты сами могут снимать с сайта необходимые материалы, в том числе расчетно графические задания, а также таблицы для выполнения лабораторных работ и добавлять их в свой конспект.

Литература 1. Трофимова Т.И. Физика: учебник для образовательных учреждений высшего профессионального образования / Т.И. Трофимова – М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 320 с.

2. Сазонова З.С., Захаров В.Г. Физика для инженеров: Учебное пособие /МАДИ (ТУ). – М., 2001. – 128 с.

3. Захаров В.Г. Физика для инженеров. Учеб. Пособие: Ч.3. Колебания и волны.

Основы квантовой физики/ МАДИ (ГТУ). – М., 2007. – 174 с.

4. Кафедра физики [Электронный ресурс]. // Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет [Сайт]. URL: http://www.madi.ru /study/kafedra/fizika/page817.shtml.

Способы решения проблемы «слабых» студентов младших курсов © Д. И. Балашов, О. Я. Березина Петрозаводский государственный университет (Петрозаводск, Россия) decan_ftf@petrsu.ru, berezina@psu.karelia.ru Многочисленные реформы школьного образования последних лет, в частности, введение ЕГЭ, привели к тому, что в ВУЗы, особенно региональные, поступает большое количество студентов, имеющих очень слабые базовые знания, низкую мотивацию к учебе, недостаточные навыки учебной деятельности.

На физико-технический факультет ПетрГУ ведется прием по шести направлениям подготовки бакалавриата.

Самый высокий проходной балл в 2012 г. был на направление «Информатика и вычислительная техника» (профиль «автоматизированное управление бизнес-процессами и финансами») – 197 по результатам трех экзаменов, самый низкий на направления «Техническая физика» и «Теплоэнергетика и теплотехника» – 130. Очевидно, что студентам со столь низкими баллами ЕГЭ адаптироваться на первом курсе университета бывает очень сложно.

На ФТФ организована система помощи первокурсникам. С каждой группой работает куратор из числа преподавателей и адаптер – студент старших курсов. Они проводят собрания в группах, студенты могут обратиться к ним для разрешения своих вопросов.

Первая проблема, возникающая в начале семестра – посещаемость.

Со студентами, пропускающими занятия без уважительных причин, ведется воспитательная работа вплоть до звонков родителям. Все пропущенные лабораторные работы можно отработать в дополнительное время, а и практические занятия – в часы консультаций преподавателей.

Повышению успеваемости призвана способствовать балльно рейтинговая система оценивания знаний. Ее применение способствует тому, что студенты стремятся выполнять все задания вовремя и качественно.

Многие вчерашние школьники не имеют навыков самостоятельного обучения, не могут написать отчет к лабораторной работе, выполнить домашние задания. Для помощи студентам в первом семестре организуются дополнительные занятия, на которых преподаватель помогает индивидуально каждому. Они не являются обязательными. Как показал опыт нескольких лет, посещает их 30 – 40% студентов, которые затем, в основном, успешно получают зачеты и сдают экзамены. К сожалению, не все первокурсники адекватно оценивают свои возможности и предлагаемой им помощью не пользуются.

Первую сессию не удается успешно сдать примерно 40 % первокурсников. Причем примерно у 26% из них остается больше задолженностей, у 40% – 1–2 задолженности.

Прием задолженностей организуется сразу в начале второго семестра. Для студентов, имеющих существенные проблемы по каким-либо предметам, организуются группы повторного обучения. Группы работают чаще в вечернее время, в них обучается обычно 5 – 15 студентов. Работа в таких группах может быть организована разными способами. Первый вариант: преподаватель повторяет наиболее сложные разделы курса, после чего студенты пишут контрольные или самостоятельные работы. Второй вариант: индивидуальная работа – сдача отчетов по лабораторным работам, программ, домашних заданий. Заканчивается работа сдачей зачета или экзамена.

Вторая сессия обычно сдается уже более успешно.

Группы повторного обучения организуются и для студентов 2 – курсов, не сумевших ликвидировать задолженности в течение месяца после начала следующего семестра. Однако занятия в этих группах уже являются платными, как дополнительная образовательная услуга. Введение оплаты должно стимулировать студентов не пропускать занятия и сдавать все зачеты и экзамены вовремя.

Организация дополнительной работы позволяет «слабым» студентам успешней адаптироваться к новым для них условиям обучения в ВУЗе, преподавателям не снижать существенно уровень преподавания дисциплин, а факультету сохранить контингент студентов.

Физический эксперимент в формировании непрерывности образовательного пространства «школа – вуз»

© Н. Н. Безрядин, Т. А. Рожкова, Т. В. Прокопова, Ю. В. Сыноров, Ю. Н. Власов Воронежский государственный университет инженерных технологий (Воронеж, Россия) phys@vgta.vrn.ru Вместе с развитием и перестройкой общества перестраивается и учебно-воспитательный процесс, создается единая система непрерывного образования [1], начальным звеном которой является школа. В настоящее время школа переживает не лучшие времена. Объективные и субъективные причины этого много раз перечислялись и всем хорошо известны.

Задача в том, чтобы привести содержание образования в соответствие с современным уровнем научного знания, повысить эффективность всей учебно-воспитательной работы и подготовить школьников к работе на современном производстве, которое характеризуется комплексной автоматизацией и электронизацией, широким использованием новых материалов, ускоренным развитием биотехнологий и атомной энергетики, нанотехнологий и т. п.

С целью обобщения и систематизации знаний по физике, осуществления комплексного решения задач обучения и развития учащихся в нашем вузе уже несколько лет работает школа юного физика (ШЮФ).

Учащиеся 9–11 классов школ города и области, а также Липецкой, Белгородской, Курской и Тамбовской областей бесплатно проходят обучение в очном и заочном подразделениях ШЮФ.

Решению поставленных задач служат и проводимые ежегодно на базе нашего университета областные форумы: конкурс «Дерзай быть мудрым» и «Турнир юных физиков» [2]. В этом году теоретические, экспериментальные и творческие работы поступили и из ряда других областей.

Для повышения интереса к физике, улучшения знаний предмета, усиления профориентационной работы и привлечения талантливой молодежи в университет в этом учебном году на базе факультета довузовской подготовки (ФДП) совместно с кафедрами университета организовано проведение практических и лабораторных работ для школьников «Laboramus».

Кафедрой физики подготовлены работы: «Дифракция электронов на кристаллической решетке арсенида галлия – волновые свойства микрочастиц» и «Корпускулярно – волновой дуализм свойств света:

внешний фотоэффект;

дифракция света на решетке с использованием твердотельного лазера зеленого свечения».

Эта комплексная лабораторная работа предназначена не только для школьников, но и для студентов нашего университета. Соответственно подготовлены методические указания двух уровней. В первом (школьном) учащиеся только наблюдают дифракцию электронов на кристаллической решетке арсенида галлия в электронографе типа ЭГ-100 М. Во втором (студенческом) обсуждается также общность соотношения Вульфа – Брэггов для дифракции в оптическом (лазер зеленого свечения), рентгеновском и дебройлевском «излучениях».

Студенты хорошо воспринимают в таком единении физический смысл волновой функции при последующем изложении разделов квантовой механики. К сожалению, опыты по дифракции электронов территориально отделены от лабораторных работ по волновой и квантовой оптике.

Также занятия по решению задач в ШЮФ дополнились проведением фронтального эксперимента и подготовкой работ к физическим турнирам под руководством преподавателей кафедры.

Наблюдения и опыты – основа физических знаний. Поэтому на занятиях учащиеся не только знакомятся с научными фактами, но и с методами их получения. По содержанию и форме проведения занятий ученики судят о характере деятельности физика – исследователя.

При самостоятельном проведении эксперимента устраняется посредник между учеником и изучаемым явлением. Проявляется высокая степень активности, вырабатываются умения работы с физическими приборами, навыки обработки результатов наблюдений и измерений.

Учащийся получает возможность работы по индивидуальному плану и в темпе, определяемом им самим.

Учитывая, что физические приборы совсем исчезли с уроков физики в школе, а анкетирование показывает, что большинство учащихся на первое место по степени интереса из всех форм проведения учебных занятий ставит эксперимент, становится очевидной значимость организуемой нами работы со школьниками.

В дальнейшем мы планируем подготовку таких работ для школьников по всем разделам физики.

Таким образом, реализуются новые формы и методы образовательной подготовки и профориентации учащихся, которые предусматривают систематическое и целенаправленное сотрудничество с общеобразовательной и профессиональной школой в рамках формирования единого непрерывного образовательного пространства.

Литература 1. Безрядин Н.Н., Прокопова Т.В., Болдырева Я.А., Рожкова Т.А. Подход к восстановлению непрерывности физического образования в образовательном пространстве «школа – технический вуз». Наука и школа. – 2011. – №5. -С. 56-58.

2. Безрядин Н.Н., Прокопова Т.В., Рожкова Т.А., Болдырева Я А. Адаптация выпускников школ к обучению по физике в вузе // Материалы Международной школы семинара «Физика в системе высшего и среднего образования России». – Москва. – 2012.

С. 40–41.

Внедрение принципов инициативы CDIO для реализации профессионально-ориентированной подготовки инженера в университете © А. Г. Валишева, И. А. Крутова Астраханский государственный университет (Астрахань, Россия) alpok-phys@mail.ru;

irinkrutova@yandex.ru Модернизация России не возможна без совершенствования образования. Современный выпускник вуза должен быть подготовлен к успешному вхождению на рынок труда, к не легкой профессиональной деятельности, к работе в многопрофильной команде, способен к личностному развитию и постоянному совершенствованию и обновлению имеющегося запаса знаний, к принятию ответственных решений, к их анализу и критике, к управлению командой. Для подготовки специалиста «нового» уровня необходимо пересмотреть систему высшего профессионального образования, создать условия для осуществления учебного процесса направленного на формирование у студентов профессиональных качеств.

«Всемирная инициатива CDIO» предлагает обучать студентов, основываясь на жизненном цикле реальных систем, процессов и продуктов, по принципу «Идея – Проект – Реализация – Эксплуатация». CDIO предлагает восстановить баланс между практическими умениями и теоретическими знаниями и создать условия для совмещения личностных качеств и умений в области профессиональной деятельности с теоретическими знаниями.

Для применения принципов CDIO при проектировании образовательной программы необходима корректировка учебных планов, программ учебных дисциплин, программ практик. Дисциплины учебного плана должны пересекаться, накладываться, взаимодействовать друг с другом. Только в процессе взаимосвязанного изучения одно и то же понятие, рассматриваемое в разных дисциплинах, раскрывается с новых сторон, выделяются новые признаки объекта. Так формируется универсальное межпредметное понятие, имеющее признаки, усвоенные при изучении разных дисциплин.

Другой необходимой составляющей для успешного применения инициативы CDIO является использование в учебном процессе проектной деятельности. Именно выполнение проектов подталкивает студентов к осознанному поиску знаний, необходимых для их решения. Данный вид деятельности требует от студентов не только знания комплекса дисциплин, но и самостоятельности в поиске информации, ее анализе. В процессе выполнения проектов студенты приобретают коммуникативные навыки, опыт взаимодействия в разных группах через исполнение новых социальных ролей, навыки практической деятельности. Проекты могут быть двух типов: начальный (в рамках изучения одной дисциплины) и продвинутый уровень (требуют для своего выполнения системы знаний разных дисциплин). Проекты могут быть сквозными, индивидуальными или командными, при выполнении которых приобретаются навыки работы в группах. Заканчивать такое обучение рационально выполнением индивидуальных выпускных квалификационных работ (ВКР) каждым студентом и общей ВКР всей мини-группы, работающей над большим проектом. Задания должны работать на реализацию задач экономического развития России и отдельных регионов и способствовать решению реальных производственных проблем.

Для внедрения проектной деятельности в учебный процесс подготовки инженеров необходимо выделить типовые профессиональные задачи инженера. В Федеральных государственных образовательных стандартах сформулированы общекультурные и профессиональные компетенции выпускника, которые не указывают, каким конкретно видам профессиональной деятельности надо обучать студентов, так как они не конкретизированы для определенного профиля подготовки. Хотя в некоторых случаях название деятельности прописывается и указывается ее предмет (на что она направлена), но конечный продукт деятельности и его свойства не указываются. Невозможно установить, методами каких профессиональных задач необходимо обучать студентов определенного профиля при осуществлении профессиональной подготовки в вузах.

Поэтому, прежде всего, надо выделить виды профессиональной деятельности с указанием конечного продукта, характерного для той области, в которой будет работать будущий специалист.

В исследованиях Стефановой Г. П. [1] предложен механизм выявления типовых профессиональных задач специалиста любого профиля, заключающийся в выявлении видов профессиональной деятельности специалистов конкретного направления подготовки;

их последующем обобщении и создании основных типовых профессиональных задач специалиста с указанием конечного продукта и его свойств.

Обобщение конкретных видов профессиональной деятельности специалистов в области машиностроения позволило их свести к следующим типовым профессиональным задачам инженера в данной области, которые многократно встречаются в их профессиональной деятельности: создание объекта с заданными свойствами;

разработка технологии (метода) создания объекта с заданными свойствами или выполнение деятельности с определенными объектами в определенных условиях;

устранение отклонений от нормы значений параметров состояний объекта;

хранение или транспортировка объекта без изменения заданных свойств;

нахождение или оценка значения величин, описывающих свойства объекта в определенном состоянии;

управление технологическим процессом получения объекта с заданными свойствами;

эксплуатация технического оборудования (приборов и технических устройств, предназначенных для получения сварных соединений, контроля качества сварных соединений, выпускаемой продукции и участвующих в технологическом процессе);

проектирование деталей и узлов машиностроительных конструкций различного назначения в соответствии с заданием;

наладка, настройка и регулирование технического оборудования;

моделирование процессов и оборудования.

Научить студентов решать такие задачи можно путем специального формирования обобщенных методов решения типовых профессиональных задач. Методы решения выявленных профессиональных задач разрабатываются с учетом знаний, приобретаемых студентами при изучении различных учебных дисциплин в вузе. Обобщенные методы решения типовых задач представляют собой систему действий для их решения [1-3].

Многократное выполнение действий методов приводит к овладению умением решать различные задачи, встречающиеся в профессиональной деятельности инженера. В рамках изучения одной дисциплины можно формировать обобщенные методы решения не всех типовых профессиональных задач. При этом не все приведенные типовые задачи могут решаться с использованием знаний только одной дисциплины. Иногда для их решения требуются знания системы дисциплин.

Овладение методами решения типовых профессиональных задач возможно не только в рамках курса физики, но и дисциплин естественнонаучного, профессионального и специального циклов. Как только у студента сформируются методы решения профессиональных задач, то можно сказать, что он подготовлен к решению различных профессиональных задач, возникающих в профессиональной деятельности инженера. Именно при таком обучении закладывается фундамент, позволяющий в будущем студентам самостоятельно решать различные профессиональные задачи, возникающие в профессиональной деятельности инженера.

Литература 1. Стефанова Г.П., Крутова И.А., Валишева А.Г. Инновационный подход к фор мированию методов решения типовых профессиональных задач у будущих инженеров // Альма-матер. Вестник высшей школы. Выпуск 8, 2011. С. 48–51.

2. Крутова И.А., Валишева А.Г. Формирование у студентов обобщенных методов решения типовых профессиональных задач как средство подготовки конкурентоспособ ного инженера. // Наука и школа. 2011. № 6. С. 69–72.


3. Крутова И.А., Валишева А.Г. Обучение студентов обобщенным методам реше ния профессиональных задач инженера // Вестник Томского государственного педагогиче ского университета, 2011. № 2. С. 95–99.

Основы цветоведения как фрагмент физического образования студентов строительной специальности © Д. В. Елаховский Петрозаводский государственный университет (Петрозаводск, Россия) elahovsky@mail.ru Уже очень давно стало аксиоматичным выражение, что свет для архитекторов – специфический материал, который никогда не потеряет своей актуальности. Именно это обстоятельство вызвало появление в виде самостоятельных разделов строительной светотехники световой архитектуры и светового дизайна, которые одновременно решают одну задачу – организацию комфортного для проживания пространства, характеризуемого оптимальной световой средой. Электромагнитное излучение видимого диапазона и эволюционно созданная зрительная система человека позволяют ему не только свободно существовать в изменяющемся мире и весьма эффективно заниматься различной профессиональной деятельностью, но и порождает всё многообразие цветов и их оттенков как естественного происхождения, так и искусственно создаваемых. Проблема цвета исключительно сложна, а его воздействие на человека активно и многоуровнево, и это диктует необходимость сочетания классических методов логического описания с методами точных наук.

Реакция человека на цвет имеет комплексный характер, а именно:

физический, физиологический, психологический и эстетический, и это принимается во внимание при проектировании цветовой среды с учётом накопленного экспериментального материала о влиянии цвета на организм человека. Всё это привело к появлению архитектурного цветоведения, которое охватывает широкий спектр вопросов, тесно связанных с цветовой проблематикой. Временные ограничения не позволяют в рамках курса физики в полном объёме осветить весь круг проблем, посвящённых вопросам цветовидения, но даже фрагментарное ознакомление студентов строительного профиля с этой тематикой представляется весьма полезным.

1. Базовым понятием цветоведения является «дуализм» цвета, так как с одной стороны цвет - это качественная субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, определяемая на основании возникшего физиологического ощущения, но, с другой стороны цвет следует считать объективной физической величиной, с вполне определёнными количественными характеристиками, которые учитываются при анализе качества цветной продукции.

2. Для уверенной ориентации в цветовом многообразии нашего мира необходимо выделить его отличительные признаки. В связи с этим все цвета делятся на хроматические (в переводе с греческого – бесцветные) и хроматические, среди которых важную роль играют спектральные цвета – монохроматическое излучение с определённой длиной волны (например, излучение лазера). Исходя из физической природы цвета, он характеризуется тремя объективными параметрами – доминирующей длиной волны, определяемой как длина волны спектрального цвета, который в смеси с белым реализует данный цвет, чистотой цвета, учитывающей степень «разбеливания» спектрального цвета белым и фотометрической яркостью. Совокупность первых двух носит название цветности. Цвет как характеристика ощущения определяется тремя субъективными параметрами: цветовым тоном – словарное описание цвета, которое можно связать с определённым типом пигмента или красителя, насыщенностью, определяющую чистоту цвета, и светлотой, характеризующей степень ощущения яркости.

3. Весь многовековой опыт показывает, что спектр факторов, влияющих на формирование цветовосприятия человеком наблюдаемых предметов, весьма обширен, при этом исходный момент этого процесса связан с источниками света, а заключительный этап связан с разделами головного мозга, ответственными за цветное зрение, при этом большинство причин, влияющих на конечный цветовой результат, имеют физическую природу. Рассмотрим схематично весь тракт возникновения цветоощущения. Естественное освещение (излучение Солнца и его различные модификации), а также многочисленные искусственные источники света как первопричины возникновения цветного образа обладают различными параметрами, из которых наиболее важными являются цветовая температура (температура абсолютно чёрного тела, чьи цветовые характеристики максимально соответствуют данному объекту) и индекс цветопередачи (мера качества цветопередающих свойств источника по сравнению с эталонным), значения которых определяются спектральным составом излучения. Именно спектральный состав излучения играет важную роль в формировании цветоощущения. Но наличие воздушной среды между источником света и предметом может существенно изменить этот параметр благодаря действию воздушной перспективы (релеевское рассеяние света и рассеяние из-за наличия в атмосфере пыли и влаги). Такое модифицированное излучение достигает поверхности наблюдаемого объекта, и при его отражении происходит вторичное изменение спектрального состава, зависящее от спектральных коэффициентов отражения материала предмета. Именно этот параметр определяют окраску предмета (предметный цвет) при условии определённого освещения в виде дневного рассеянного света. Дальнейший путь отражённого от объекта излучения вновь сопровождается изменением спектрального состава благодаря рассеиванию в атмосфере (особенно для удалённых предметов).

Следует также отметить влияние близ расположенных объектов (так называемые рефлексы), так как поверхность наблюдаемого тела, особенно если она гладкая, подобно зеркалу отражает свет от рядом находящихся тел.

Таким образом, излучение источника освещения, подвергнутое воздействию воздушной среды, самого источника наблюдения и соседствующих с ним объектов, попадает в зрительную систему и воздействует на светочувствительные приёмники излучения видимого диапазона. Следует отметить, что абсолютно достоверной теории цветного зрения не существует и в настоящее время наиболее популярна так называемая трёхкомпонентная теория (Г. Гельмгольц, Т. Юнг), согласно которой существуют три вида фоторецепторов цветного зрения (колбочки), максимальная чувствительность которых соответствует красной, зелёной и синей областям спектра Под действием излучения происходить диссоциация светочувствительного вещества с образованием импульса тока, достигающего головного мозга. В зависимости от интенсивности возбуждения красных, зелёных и синих колбочек и возникает определённое цветоощущение. Так как кривые спектральной чувствительности частично перекрывается, возникает явление метамерии, когда разные по спектральному составу излучения воспринимаются равноокрашенными.

Нарушения цветного зрения (как врождённые, так и прибретённые) приводят к цветным аномалиям, которые заключаются или в частичном или полном восприятии основных цветов.

4. Психологический аспект цветного зрения связан с природными ассоциациями и зрительными иллюзиями, учёт которых крайне важен при проектировании цветовой среды. При этом природные ассоциации легли в основу деления цветов спектра на тёплые (красный, жёлтый, оранжевый) и холодные (синий, голубой, фиолетовый), а зрительные иллюзии ответственны за кажущиеся изменения линейных размеров предметов в зависимости от их окраски (эффект «увеличивающих» и «уменьшающих»

цветов) и их пространственного расположения (эффект выступания и отступания цветов). Таковы основные положения архитектурного цветоведения.

Проблемы преподавания курса физики на строительном факультете и возможные сценарии их решения © Д. В. Елаховский Петрозаводский государственный университет (Петрозаводск, Россия) elahovsky@mail.ru Изменение статуса выпускников технических специальностей (бакалавр) потребовало от преподавателей физики пересмотра основных концептуальных подходов методического обеспечения учебного процесса, связанного с широким спектром проблем, озвученных как в виде журнальных статей, так и в тезисах докладов конференций [1]. В обобщённом виде эти проблемы сводятся к следующему.

Переход на двухуровневую систему подготовки специалистов технического профиля привёл к резкому (а порой катастрофическому) сокращению числа аудиторных часов, выделяемых на физическое образование, при этом такое сокращение коснулось всех основных компонентов учебного плана. Возникшая ситуация объясняется единоначалием методических Советов факультетов, поэтому необходимое общее сокращение учебных часов при переходе на четырёхлетний цикл обучения чаще всего решается за счёт общеобразовательных дисциплин.

Логическим следствием такой «оптимизации» учебного процесса является её влияние на качество как промежуточного контроля процесса усвоения материала, так и его завершающего этапа (сокращение числа зачётов и экзаменов), что ослабляет ответственность студентов к учёбе.

Следующая по важности проблема связана с состоянием подготовки в школах по физике, так как приобретённые там знания являются фундаментом их совершенствования в вузе. А то, что такая проблема существует, следует из анализа результатов ЕГЭ по физике, который показывает устойчивую тенденцию к уменьшению данного «входного»

параметра потенциального студента. Третья проблема связана с тем обстоятельством, что физика на технических факультетах относится к числу непрофилирующих дисциплин, что не способствует пониманию студентами необходимости и важности физики в дальнейшей профессиональной деятельности и, наоборот, порождает пассивность процесса обучения и его слабую мотивационную составляющую.

Усиление межпредметных связей физики с другими дисциплинами учебного плана строительной специализации как средство повышения её престижа обеспечивается тем, что многие предметы учебного процесса используют родственный с физикой понятийный аппарат, а также одинаковое теоретическое описание родственных явлений, что неминуемо приводит к дублированию изложения конкретных разделов.

Повышению заинтересованности студентов в изучении физики способствует методически грамотное применение мультимедийных технологий, а также использование компьютерного моделирования различных физических процессов.


Стремление обеспечить престиж физического образования студентов требует серьёзной переработки методического обеспечения процесса обучения. И здесь примером может служить медицинский факультет, на котором в рамках учебного предмета «Медицинская и биологическая физика» логически увязывается изложение законов физики с работой отдельных органов человека и всего организма в целом. Аналогичный подход в реализации методического обеспечения физического образования студентов-строителей может быть реализован в рамках курса «Строительная физика». В качестве «теоретического» обоснования такой трансформации учебного процесса можно сказать следующее. Проектирование зданий различной принадлежности должно обеспечить не только достаточную степень безопасности их эксплуатации, но также и комфортное пребывание человека при непосредственном «использовании» выше упомянутых зданий. При этом комфортные условия жизнедеятельности человека обеспечиваются в первую очередь состоянием физической среды внутренних помещений зданий, которую можно разделить на климатическую, звуковую и световую. Формирование вышеуказанных физических сред определяется потоком энергии (световой, тепловой, звуковой) от различных источников, и эти вопросы решает строительная физика, основными разделами которой являются архитектурная климатология, архитектурная акустика и архитектурная светотехника.

Естественно, что в основе упомянутых составляющих курса строительной физики лежат соответствующие разделы курса общей физики.

Архитектурная акустика при проектировании зданий различного типа решает две задачи. Во-первых, рассматривая процессы распространения звуковых волн внутри помещений и их проникновения через строительные ограждения, устанавливаются строительные нормы, обеспечивающие оптимальные условия восприятия звуковых сигналов, так как звук как носитель речевой и музыкальной информации должен доходить до «потребителя» в неискажённом виде, а во-вторых, решаются вопросы звукоизоляции и предотвращения вредных воздействий производственных и бытовых шумов, при этом вся совокупность архитектурно-строительных методов основана на различных физических законах, связанных с процессом распространения звуковых волн и их взаимодействием с ограждениями.

Архитектурная климатология решает задачи формирования в помещениях микроклимата, отвечающего требованиям теплового комфорта, качество которого должно соответствовать совокупности технологических и гигиенических требований. При эксплуатации зданий определяющим является тепловой режим помещений, от которого зависит ощущение теплового комфорта людей, нормальное протекание производственных процессов, состояние и долговечность конструкций зданий и его оборудования. Тепловая обстановка в помещениях определяется совместным действием ряда факторов: температуры, влажности воздуха, наличием воздушных потоков и т. д., взаимно влияющих друг на друга. И в этом случае решение указанных задач связано с конкретными физическими явлениями и их законами.

Создание соответствующей световой и цветовой среды решается с помощью архитектурной светотехники, физической основой которой является исследование принципов и разработка способов генерации, пространственного перераспределения, измерения спектральных и энергетических характеристик оптического излучения и преобразования энергии света в другие виды, оптические свойства строительных материалов и конструкций, влияние света на зрительное восприятие интерьеров. Следует отметить, что освещение формирует у человека зрительные образы, и это обстоятельство вызвало появление световой архитектуры и светового дизайна, играющих важную роль. Термин «световая архитектура» стоит в ряду таких понятий, как каменная или деревянная архитектура, при этом свет в архитектуре – не только освещение и подсобное средство, а материал, который научились рассчитывать, как различные конструктивные элементы. И, как уже отмечалось, в основе архитектурной светотехники также лежат объективные физические законы, с изучения которых и начинается изложение данного раздела строительной физики. Таким образом, сохраняя основные положения курса общей физики, её акценты в большей степени связаны со строительной спецификой. Соответствующий подход к разработке методического обеспечения курса строительной физики может быть реализован с помощью уже имеющихся учебных пособий [2], [3].

Литература 1. Физика в системе современного образования // Материалы XI Международной конференции, Волгоград, 19-23 сентября 2011 г. – Волгоград: Изд-во ВГСПУ «Перемена», 2011.

2. Елаховский Д.В., Малиненко И.А. Физические основы архитектурной акустики.

Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2008.132 с.

3. Елаховский Д.В., Малиненко И.А. Физические основы архитектурной климатологии. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2008. 104 с.

Электротепловое моделирование стационарных температурных полей © Д. В. Елаховский Петрозаводский государственный университет (Петрозаводск, Россия) elahovsky@mail.ru Разработка современных средств методического обеспечения учебного процесса преподавания физики для технических специальностей вузов не отвергает применение классических методик, эффективность которых проверена многолетней практикой их использования. В качестве примера можно вспомнить метод аналогий, значимость которого усиливается за счёт одновременного использования метода моделирования.

Сказанное можно проиллюстрировать на примере тепловых и электрических процессов [1].

Архитектурная климатология как один из разделов строительной физики, неразрывно связана с задачами формирования в помещениях микроклимата, отвечающего требованиям теплового комфорта, а его реализация в основном обусловлена работой теплогенерирующих устройств различной природы, а также влиянием теплофизических параметров ограждающих конструкций и их теплоизолирующих покрытий. В протяжённых строительных ограждениях, например в стенах, как правило, температура на внешней и внутренней поверхности различна, в результате чего в теле ограждения возникает определённое температурное поле, которое при неизменных параметрах наружной и внутренней воздушной среды является стационарным. В соответствии с законом Фурье (для одномерного случая) плотность теплового потока jT :

JT=- dT/dx, (1) где – коэффициент теплопроводности, и для стационарного случая она является величиной постоянной, независящей от материала ограждения.

Для стационарных тепловых потоков справедлив закон теплового баланса, согласно которому j dS 0 (2) Tn S При расчёте реальных температурных полей внутри ограждения необходим учёт граничных условий в виде граничных тепловых потоков:jТ = (Тст – Тср), где – коэффициент теплоотдачи, Тст – температура стен, Тср – температура внутреннего (наружного) воздуха. В соответствии с методом аналогий, тепловой энергии QT(Вт) сопоставляется заряд носителя тока Qe(Кл), потоку тепловой энергии – поток заряда (электрический ток) I(А), а плотности теплового потока jT(Вт/м2) – плотность электрического тока jе(А/м2), которая определяется законом Ома в дифференциальной форме:

Jе= d /dx, (3) где -удельная проводимость материала ограждения Условие баланса электрических токов (эквивалентное балансу тепла) описывается первым правилом Кирхгофа в интегральной форме:

j dS =0. (4) En S Для моделирования тепловых процессов с помощью электропроводящего материала (в соответствии с одномерным приближением это может быть лист некоторой толщины) создадим модель, геометрически подобную предполагаемому ограждению, при этом его отдельные слои с различными теплофизическими параметрами сконструируем в виде полосок различной электропроводности, а граничные поверхности натуры моделируем с помощью плоских электродов (постоянные потенциалы которых ст соответствуют постоянным же температурам Тст ограждения). Координаты натуры х и модели х* образуют совокупность сходственных точек, при этом отношение х*/х = К1 есть постоянный безразмерный масштабный множитель, тогда отношение * сходственных площадок dS /dS = K12. За счёт вариации величины удельной проводимости полосок (х*), имитирующих слои ограждения с различными значениями коэффициента теплопроводности материала (х) (х*)/ (х) = К2 в добиваемся постоянства величины отношения сходственных точках. Для воспроизводства граничных условий, эквивалентных натуре, вблизи границ модели расположим специальные металлические электроды, потенциалы которых ср, имитируют температуру воздушной среды, а плохо проводящее вещество толщиной * * между ними с удельной проводимостью обеспечивает * необходимое контактное сопротивление единицы площади Rконт. Тогда плотность тока в контактном сопротивлении позволяет моделировать граничные условия натуры: je = ( ср ст ) /Rконт = Gконт, где G – величина электропроводности единицы поверхности. Чтобы это выражение соответствовало подобию модели и натуры, необходимо, чтобы: Gконт/ = К2/К1 = const.

С помощью электрической схемы зададим потенциалы среды ср модели, пропорциональные температурам сред на соответствующих границах натуры Учитывая аналогичность уравнений для тепловых и электрических полей, для всех сходственных точек ср/Тср = (х)/Т(х) = const. Так как во все уравнения входят не сами потенциалы и температуры, а только их разности, то К3 является масштабным коэффициентом соответствия разностей величин и Т, что позволяет независимо выбирать точку натуры с Т = 0 и точку модели с = 0. В последнем случае это достигается заземлением любой точки электрической цепи. С учётом сделанных масштабных преобразований:

d K 2 dT Jе=- K (5) * K1 dx dx Коэффициент К4 =К2К3/К1 имеет размерность отношения плотности электрического тока к размерности теплового потока. Таким образом, это уравнение совпадает с уравнением Фурье, если je/K4 = jT, и при соблюдении постоянства коэффициентов К1, К2 и К3 распределение токов и распределение тепловых потоков в сходственных точках пропорциональны друг другу:

je ( x * ) K 4 const (6) jT ( x ) На реализованной модели с помощью специального щупа исследуется распределение потенциала в различных точках, что даёт возможность получить информацию о распределении температуры в сходственных точках натуры, для чего используется соотношение:

Т(х) = (х*)/К3+Т0, где Т0 – температура в точке натуры, которой соответствует заземлённая точка натуры. С помощью данной модели можно также оценить полную потерю тепловой энергии через соответствующую границу Sk натуры:

j dS = K I, Qk = (7) e 2k 4 K Sk j dS - полный ток на участке S * где модели.

Iк = к e S *** Данная методика позволяет прогнозировать эксплуатационные характеристики ограждений и с более сложной структурой с помощью объёмного моделирования.

Литература 1. Тодес О.М., Чуров Ю.В. Курс лекций и заданий по строительной физике/ Высшее военное инженерно-техническое училище, Ленинград, 1972.

Методическое обеспечение миниатюрной физической лаборатории «Электричество и магнетизм» МФЛЭМ- © А. А. Задерновский, И. В. Паламарчук Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики (Москва, Россия) zadernovsky@mirea.ru, palam@orc.ru Техническая разработка МФЛЭМ-1 выполнена кафедрой физики и кафедрой теоретических основ электротехники МГТУ МИРЭА [1].

Физическая лаборатория представляет собой переносной чемодан массой 6 кг и габаритными размерами 450 x 320 x 150 мм (рис. 1). Питание МФЛЭМ-1 осуществляется от сети переменного тока 220 В, 50 Гц, потребляемый ток 0,1 А. Внешними приборами могут служить двухканальный осциллограф, мультиметр, позволяющий измерять постоянные и переменные напряжения и токи в диапазоне до 500 Гц. На более высоких частотах измерения могут производиться электронным вольтметром переменного тока или осциллографом.

МФЛЭМ-1 содержит: два регулируемых низковольтных источника постоянного напряжения 1,5–12 В с защитой от перегрузки;

нерегулируе мый низковольтный источник постоянного напряжения 12 В с защитой от перегрузки;

регулируемый высоковольтный источник постоянного напря жения 0–200 В с защитой от перегрузки;

функциональный генератор сиг налов в диапазоне от 20 Гц до 1 МГц, формирующий синусоидальный, пря моугольный или треугольный сигналы;

цифровой частотомер;

генератор синусоидального сигнала с частотой 50 Гц;

электронный интегратор на опе рационном усилителе с защитой от перегрузки;

датчик Холла с магнитной системой;

катушку с сердечником из ферромагнетика;

трансформатор с же лезным сердечником;

полупроводниковый диод;

газонаполненную лампу (тиратрон);

электронные вакуумные диоды с косвенным и прямым накалом;

наборы пассивных линейных элементов (резисторов, индуктивностей, ем костей) в соответствии с методическими указаниями по выполнению работ.

Рис. 1. Внешний вид миниатюрной физической лаборатории МФЛЭМ- Методическое обеспечение лабораторного практикума по теме «Электричество и магнетизм» МФЛЭМ-1 создано кафедрой физики МГТУ МИРЭА и позволяет выполнять 15 лабораторных работ: 1. «Измерение ем кости конденсаторов мостиком Соти», 2. «Определение емкости конденса торов баллистическим методом», 3. «Измерение электродвижущей силы элемента методом компенсации», 4. «Исследование зависимости полезной мощности источника от нагрузки», 5. «Изучение цепей постоянного тока», 6. «Изучение вакуумного диода и проверка формулы Богуславского– Ленгмюра», 7. «Определение работы выхода электрона из вольфрама», 8. «Изучение полупроводникового диода», 9. «Эффект Холла», 10. «Изучение явления взаимной индукции», 11. «Изучение гистерезиса», 12. «Изучение магнитной индукции в железе», 13. «Сложение гармониче ских колебаний», 14. «Изучение релаксационных колебаний», 15. «Изучение вынужденных колебаний и явления резонанса в электриче ском колебательном контуре».

Эскиз наборного поля показан на рис. 2. Наборное поле разделено на одиннадцать панелей:

Рис. 2. Эскиз наборного поля МФЛЭМ- В описание каждой лабораторной работы включены следующие раз делы: задание, подготовка к выполнению работы, список рекомендованной литературы, контрольные вопросы, теоретическое введение, описание аппа ратуры и методики измерений, порядок выполнения работы, обработка ре зультатов измерений.

Студенты допускаются к лабораторным работам после проверки их готовности преподавателем, ведущим лабораторные занятия. Сдача работы студентом предполагает усвоение учебного материала по списку рекомен дуемой литературы.

Методическое обеспечение физической лаборатории оформлено в виде учебного пособия [2], которому присвоен гриф Научно-методического совета по физике Министерства образования и науки Российской Федера ции, и размещено в открытом доступе на сайте кафедры физики http://physics.fel.mirea.ru.

Миниатюрная физическая лаборатория МФЛЭМ-1 предоставляет студентам и преподавателям широкие возможности для проведения реаль ных физических исследований электрических и магнитных явлений, об ладает компактностью, низким энергопотреблением, высокой надежностью.

Литература 1. Алехин В.А., Задерновский А.А., Зудин Б.В., Парамонов В.Д. Миниатюрная физическая лаборатория МФЛЭМ-1 // Материалы X Международной учебно-методиче ской конференции «Современный физический практикум» – Астрахань, Издательский дом Московского физического общества, 2008. С. 119.

2. Лабораторный практикум по физике. Миниатюрная физическая лаборатория «Элек тричество и магнетизм» МФЛМ-1. Учебное пособие / Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет). М., 2010. 132 с.

Специальная теория относительности в курсе общей физики © Н. П. Ильин Санкт-Петербургский государственный политехнический университет (Санкт-Петербург, Россия) ilyinnp@yandex.ru В современной учебной литературе преобладает подход, при котором основы специальной теории относительности (СТО) излагаются непосредственно за классической механикой. Такой подход ведет к формальному усвоению СТО с акцентом на так называемых релятивистских эффектах «сокращения длины», «замедления времени», «относительности одновременности» и т. д., физическое содержание которых весьма небогато, а физическая реальность – требует серьезного научно-философского обсуждения [1], преждевременного в начале курса физики.

В докладе обосновывается целесообразность изложения СТО после изложения классической физики в целом, в качестве теории, возникшей из проблем электродинамики и оптики, а не механики [2]. При этом физическое содержание СТО значительно расширяется как с экспериментальной стороны (интерференционные опыты Майкельсона и Морли, а также Д. К. Миллера и Ж. Саньяка, эффект Доплера для электромагнитных волн), так и со стороны теоретической (физически ясный вывод преобразований Лоренца из инвариантности волнового уравнения [3], вопрос об относительности электрического и магнитного полей).

При изложении вопросов, связанных с давлением света и импульсом электромагнитной волны, естественным образом получается классический вариант формулы связи массы и энергии. Это позволяет глубже понять то расширение знаний о видах внутренней энергии, которое дает релятивистская формула.

Методическое преимущество указанного подхода к изложению СТО состоит также в том, что в конце курса студент использует результаты, полученные в его начале (основное уравнение динамики, теорема о полной работе и т. д.). Тем самым закрепляется понимание внутреннего единства различных разделов физики и как учебной дисциплины, и как науки, историческое развитие которой сочетает эволюционный и революционный характер.

В настоящее время релятивистская физика является темой острых дискуссий как в отечественной, так и в мировой науке [4–5]. В докладе сделана попытка вычленить из этих дискуссий ряд моментов, которые можно использовать для более сознательного и глубокого усвоения СТО.

Литература 1. Чешев В. В. Проблема реальности в классической и современной физике.

Томск. Изд. университета. 1984. 257 с.

2. Уиттекер Э. История теорий эфира и электричества. Современные теории 1900 1926. М.-Ижевск. 2004. 463 с.

3. Ахиезер А. И., Ахиезер И. А. Электромагнетизм и электромагнитные волны. М.

Высшая школа. 1985. 504 с.

4. Матосов М. В. Теория относительности Эйнштейна. Реальная и виртуальная физика. М. Либроком. 2009. 240 с.

5. Mettenheim Ch. Popper versus Einstein. Tbingen. 1998. 238 p.

Вопросы оптимизации физических практикумов в технических университетах © Н. В. Калачев Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, Финансовый университет при Правительстве РФ, Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана (Москва, Россия) kalachev@sci.lebedev.ru В докладе описан опыт по оптимизации методов проведения физических практикумов на кафедре физики ФН-4 НИУ МГТУ им. Н.Э.

Баумана (лаб. НИРС) и других университетов.

Под физическими практикумами (ФП), оптимизированными на основе системного подхода, понимаются практические занятия в вузах, в которых на основе интерактивного взаимодействия между субъектами учебного процесса, средствами обучения и оперативного управления этими ресурсами обеспечивается творческая самостоятельная работа студентов, основой которой является поисковая учебно-исследовательская деятельность с использованием современных информационных технологий, ориентированная на овладение методами решения проблемных ситуаций, соответствующих актуальным задачам науки и практики [1].

Задача обеспечения процесса обучения на основе оптимизации методов проведения физических практикумов в цикле естественнонаучных дисциплин в технических вузах выступает в качестве системы обновления традиционных педагогических приемов, как интегрирующая и самоорганизующая, создающая вариативные методы обучения во всех общепрофессиональных и естественнонаучных дисциплинах [1–3].



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 12 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.