Том 13, номер 2, 2007
ISSN 1609 - 3143
Физическое образование
в вузах
Издательский Дом Московского Физического общества
Редколлегия журнала "Физическое образование в
вузах"
Главный редактор
Крохин Олег Николаевич - академик, Московский
инженерно-физический институт (государственный университет), Физический
институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва, Россия.
Заместители Главного редактора
Гладун Анатолий Деомидович - Московский
физико-технический институт (государственный университет), Долгопрудный
Московской области, Россия.
Николаев Владимир Иванович - Московский
государственный университет
им. М.В. Ломоносова, Центр переподготовки научно-педагогических кадров
МГУ, Москва, Россия.
Суханов Александр Дмитриевич - Российский университет
дружбы народов, Российский научный центр физического образования, Москва, Россия.
Шапочкин Михаил Борисович - Московский энергетический
институт (технический
университет), Московское физическое общество, Москва, Россия.
Редакционная коллегия
Гороховатский Юрий Андреевич - Российский
государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург,
Россия.
Кудрявцев Николай Николаевич - Московский
физико-технический институт (государственный университет), Долгопрудный
Московской области, Россия.
Колесников Юрий Леонидович - Санкт-Петербургский
государственный университет информационных технологий, механики и оптики,
Санкт-Петербург, Россия.
Лебедев Юрий Анатольевич - Объединённое
физическое общество РФ, Москва, Россия.
Песоцкий Юрий Сергеевич - Российское
научно-производственное объединение "Росучприбор", Москва, Россия.
Рудой Юрий Григорьевич - Российский университет
дружбы народов, Москва, Россия.
Светозаров Владимир Владимирович - НТЦ
"ВЛАДИС", Московский инженерно-физический институт (государственный
университет), Москва, Россия.
Спирин Геннадий Георгиевич - Московский
авиационный институт (технический университет), Москва, Россия.
Трухин Владимир Ильич - Московский государственный
университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия.
Чернышев Виктор Викторович - Военно-воздушная
инженерная академия им. профессора Н.Е. Жуковского, Москва, Россия.
Ответственный секретарь
Калачев Николай Валентинович - Физический
институт им. П.Н. Лебедева РАН, Московское физическое общество, Москва,
Россия.
Техническая редакция
Березин Павел Дмитриевич - Физический
институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва, Россия.
Черткова Ирина Николаевна - Физический институт им. П.Н.
Лебедева РАН, Москва, Россия.
- Издательский дом МФО, 2007 г.
Физическое образование в вузах
Т. 13, N 2, 2007
Содержание
3 О законах сохранения в разделе "Механика"
В.И. Николаев
14 Использование "Метода изображений" при решении задач
электростатики
А.С. Нифанов, И.М. Сараева
26 Когнитивный анализ процесса решения учебных физических
задач
А.А. Гилев
38 Школьный факультатив - одна из форм связи вуза со школой
Г.А. Розман
48 Заметки по использованию "новых подходов" в физическом
образовании
А.А. Аветисов
51 Обучение учащихся научному методу исследования физических
явлений
Г.П. Стефанова, И.А. Крутова
58 Содержание, организация и принципы построения лабораторного
практикума
по общей физике в университетах
В.В. Смирнов
69 Лабораторно-проектные работы в системе физического практикума
технических университетов
В.В. Ларионов, С.Б. Писаренко, А.М. Лидер
78 Опыт довузовской и инженерной подготовки в системе непрерывного
физического образования
А.Ф. Ан
89 Изучение резонанса с помощью камертона и компьютера
Ю.А. Захаров, Ю.В. Лысогорский
99 Новый лабораторный практикум на основе поверхностного
волновода
Г.Н. Лобова
104 Дифракция света на мнимой щели
П.М. Меднис
112 Компьютерное моделирование взаимодействия электромагнитных
волн с произвольной ориентацией их линии поляризации
А.В. Ермаков, Н.Я. Молотков
118 Проблемы подготовки учителей профильной школы
Г.И. Китайгородская
126 Изучение современных средств связи в радиоклубе "Квант"
на физическом факультете Волгоградского
государственного педагогического университета
Е.М. Сказоватова, В.В. Полтавец
132 Аннотации
Physics in Higher Education
T. 13, N 2, 2007
The contents
3 On the Conservation Laws in Mechanics
V.I. Nikolaev
14 Using
for Solutions of Electrostatic
Tasks
A.S. Nifanov, I.M. Saraeva
26
Cognitive Analysis of the Process of Solution of Training
Physical Tasks
A.A. Gileev
38 After-School Programs in Physics for High School Students:
a Form of College-School Collaboration and a Way to Improve Physics Instruction
G.A. Rozman
48
Some Extracts About Application of "New Approaches"
in Physics Education
A.A. Avetisov
51
Education Schoolboys Scientific Method of the Study of
the Physical Phenomena
G.P. Stefanova, I.A. Krutova
58 The Contents, Organization and Principles of Construction
of a Laboratory
Practical Work on the General Physics at Universities
V.V. Smirnov
69 Laboratory-Project Works in the Physical Practical Training
System
of Technical Universities
V.V. Larionov, S.B. Pisarenko, A.M. Lider
78 Experience of Pre-Higher School and Engineering Training
in the System
of Non-Stop Physics' Teaching
A.F. An
89
Study of a Resonance Using Tuning Fork and Computer
in Student's Laboratory
Ya.A. Zakharov, Yu.V. Lysogorskiy
99
New Laboratory Practical Work on the Basis of Surface
Waveguide
G.N. Lobova
104 The Imaginary Single-Slit Diffraction of Light
P.M. Mednis
112 Computer Simulation of Interaction of Waves with Arbitrary
Orientation
of Their Lines Polarization
A.V. Ermakov, N.Ya. Molotkov
118 The Problems Training Teaches for Profile School
G.I. Kitaygorodskaya
126 Study Modern Communications Facilities in Radio Club
and in Course of Preparing the Leaders of School Radio Clubs at the Physical
Department of the Volgograd State Pedagogical University
E.M. Skazatova, V.V. Poltavets
132 Abstracts
О законах сохранения в разделе
"Механика"
В.И. Николаев
МГУ им. М.В. Ломоносова, физический факультет
Дается анализ различных версий формулировок законов сохранения в механике
- законов сохранения импульса, момента импульса, механической энергии.
Использование "Метода изображений" при решении задач электростатики
А.С. Нифанов, И.М. Сараева
МГУ им. М.В. Ломоносова, физический факультет
В работе предлагается ряд задач электростатики с подробными решениями по
теме "Теорема единственности в электростатике". При решении используется "Метод изображений". Задачи предназначены для семинарских занятий со студентами
младших курсов вузов.
Когнитивный анализ процесса решения учебных физических задач
А.А. Гилев
Самарский государственный архитектурно-строительный университет
algil@mail.ru
В работе проведен анализ когнитивных операций, совершаемых на разных стадиях
процесса решения учебных физических задач. Показана важность первичной
обработки текста и осмысленного формирования ментального образа описанной
в условии ситуации. Указано на существование "когнитивного ресурса", ограничивающего
уровень сложности решаемых задач. Формирование репрезентаций физических
явлений происходит на основе когнитивных структур. Физическая модель возникает
при наделении сложной когнитивной структуры частными признаками рассматриваемой
задачи. Оперирование физическими моделями и отношениями между ними предполагает
развитое пространственное мышление.
Школьный факультатив - одна из форм связи вуза со школой
Г.А. Розман
Псковский государственный педагогический университет
180760, г. Псков, пл. Ленина, 2
E-mail: rozman@psk.sovintel.ru
Много лет автор читает лекции и организует факультативные занятия для старшеклассников.
В статье предлагаются программы и методические рекомендации для двух факультативов,
апробированных в течении более чем трех десятков лет. Такая связь вуза
со школой имеет многостороннюю цель.
Заметки по использованию "новых подходов" в физическом образовании
А.А. Аветисов
Московский государственный технологический университет СТАНКИН"
127055, г. Москва, Вадковский пер., д. 1
В статье обсуждаются некоторые проблемы, связанные с использованием т.н.
"новых подходов" к преподаванию естественнонаучных (ЕН)
дисциплин, в частности, общей физики, с учётом новых реалий и задач, стоящих
перед ЕН и физическим образованием.
Обучение учащихся научному методу исследования физических явлений
Г.П. Стефанова, И.А. Крутова
Астраханский государственный университет
414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, тел. (8512) 61-08-84; факс (8512)
25-17-18, е-mail: kof@aspu.ru
Предлагается методика обучения учащихся обобщенному способу исследования
физических явлений с использованием эксперимента, позволяющая школьникам
овладеть научным методом познания.
Содержание, организация и принципы построения лабораторного практикума
по общей физике в университетах
В.В. Смирнов
Астраханский государственный университет, 414056, г. Астрахань, ул. Татищева,
20а,
Тел. (8512) 61-08-84; факс (8512) 25-17-45, e-mail: kof@aspu.ru
Для оценки эффективности существующих практикумов по общей физике в ряде
университетов России был проведен констатирующий эксперимент. Его результаты
свидетельствуют о необходимости внесения изменений в существующую практику
его проведения. В работе выделены 4 типовые экспериментальные задачи, решаемые
в ходе выполнения практикума. Рассмотрены обобщенные способы их решения.
Лабораторно-проектные работы в системе физического практикума технических
университетов
В.В. Ларионов, С.Б. Писаренко, А.М. Лидер
Томский политехнический университет (ТПУ)
E-mail: larionov@galore.tomsk.ru
Показано, что лабораторно-проектные работы в техническом университете как
метод изучения физики целесообразно проводить в среде композиционного физического
практикума, который включает в себя взаимосвязанное сочетание виртуального,
вычислительного и натурного экспериментов, а также видеообучающую систему.
Приводятся примеры конкретных лабораторно-проектных работ в ТПУ.
Опыт довузовской и инженерной подготовки в системе непрерывного физического
образования
А.Ф. Ан
ФГОУ ВПО "Владимирский государственный университет"
Муромский институт (филиал), 602264, Муром, ул. Орловская, 23
e-mail: anaf1@yandex.ru
В рамках реализации приоритетных направлений развития образования обсуждаются
задачи, структурно-педагогическое сопровождение и некоторые результаты
личностно-ориентированной подготовки специалистов в системе непрерывного
физического образования.
Изучение резонанса с помощью камертона и компьютера
Ю.А. Захаров, Ю.В. Лысогорский
Казанский государственный университет, кафедра общей физики
420008, г. Казань, Кремлевская, 18, e-mail: Yuri.Zakharov@ksu.ru
Представлена учебная лабораторная установка для изучения резонанса камертона
под воздействием звуковой волны, генерируемой персональным компьютером.
Отклик камертона регистрируется тем же компьютером через микрофонный вход.
Специальная программа позволяет проводить регистрацию резонансной кривой
в режиме автоматического сканирования. Обеспечена вариация всех физических
параметров, влияющих на резонансную кривую, а также расчет и графическое
представление данных. Достоинством данной лабораторной работы является
высокая наглядность изучаемых явлений.
Новый лабораторный практикум на основе поверхностного волновода
Г.Н. Лобова
Омский государственный технический университет
644050, Омск, проспект Мира, 11, Радиотехнический факультет, кафедра КПРА
lobova_galina@mail.ru
В статье описан принципиально новый лабораторный практикум из 12 работ.
В основу практикума положены современные результаты исследования поверхностного
волновода в виде линии Губо. Они открыли возможность разработки новой технологии
построения антенны.
Дифракция света на мнимой щели
П.М. Меднис
Новосибирский государственный педагогический университет, кафедра общей
физики,
Россия, 630126, Новосибирск, Вилюйская 28, e-mail: pmednis@inbox.ru
Рассматривается дифракция света на мнимой прямой щели образованной непрозрачным
экраном и перпендикулярным ему зеркалом. Рассчитаны интенсивности дифракционных
полос для предельных случаев дифракции Фраунгофера и Френеля. Обсуждаются
возможности наблюдения дифракции в условиях лабораторного эксперимента.
Компьютерное моделирование взаимодействия электромагнитных волн с произвольной
ориентацией их линии поляризации
А.В. Ермаков, Н.Я. Молотков
Тамбовский государственный технический университет
e-mail: toshkent@mail.ru
Рассматривается взаимодействие двух когерентных волн с произвольной ориентацией
их линий поляризации. Даётся теория сложения двух когерентных волн с произвольной
ориентацией их линий поляризации, а также теория их интерференции при наличии
анализатора. Результаты компьютерного моделирования рассматриваемого взаимодействия
хорошо согласуются с результатами натурного эксперимента в сантиметровом
диапазоне электромагнитных волн.
Проблемы подготовки учителей профильной школы
Г.И. Китайгородская
Коми государственный педагогический институт
Коми республиканский институт развития образования и переподготовки кадров
Рассматриваются проблемы подготовки учителя физики к профессиональной деятельности
в условиях профильной школы в системе профессионального педагогического
образования и повышения квалификации. Предлагается программа спецкурса
для будущих учителей физики "Психолого-педагогические и методические особенности
профильного обучения в средней школе".
Изучение современных средств связи в радиоклубе
"Квант" на физическом
факультете Волгоградского государственного педагогического университета
Е.М. Сказоватова, В.В. Полтавец
Волгоград, Государственный педагогический университет
В статье рассмотрены вопросы подготовки будущих учителей физики к руководству
школьными радиоклубами на физическом факультете Волгоградского государственного
педагогического университета в радиоклубе "Квант". Акцентируется внимание
на технике японского производства, которая в последнее время широко используется
в организации связи в нашей стране.
On the Conservation Laws in Mechanics
V.I. Nikolaev
M.V. Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics
In this article, the various versions of the conservation laws in mechanics
are analyzed - the conservation laws of the impulse, the impulse momentum,
and the mechanical energy.
Using for Solutions
of Electrostatic Tasks
A.S. Nifanov, I.M. Saraeva
M.V. Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics
A number of electrostatic tasks with solutions are proposed in this paper.
The based on the electrostatic uniqueness theorem
is used. The tasks are meant for the seminar classes for junior students.
Cognitive Analysis of the Process of Solution of Training Physical Tasks
A.A. Gileev
Samara State University of Architecture and Civil Engineering
In the work the analysis of the cognitive operations, accomplished at the
different stages of the process of solution of training physical tasks,
is carried out. The importance of the primary working of text and intelligent
formation of the mental means of the situation described under the condition
is shown. It is indicated to existence "cognitive resource",
which limits the level of the complexity of the decided tasks. The formation
of the representations of physical phenomena occurs on the basis of cognitive
structures. Physical model appears during the allotment of complex cognitive
structure with the particular signs of the task in question.
Operating
by physical models and by the relations between them assumes developed
three-dimensional thinking.
After-School Programs in Physics
for High School
Students: a Form of College-School Collaboration
and a Way to Improve Physics Instruction
G.A. Rozman
Pskov State Pedagogical Institute
The article summarizes the experience of the author, a university professor,
in guiding physics after-school programs for high schools students. Two
elaborated curricula, which have been developed and improved over more
than three decades, are described. The multiple benefits of this type of
college-school collaborations are presented and discussed.
Some Extracts About Application of "New Approaches" in Physics Education
A.A. Avetisov
Moscow State Technology University "Stankin"
127055, Moscow, Vadkovsky b/st, 1
Some problems concerning application of "new approaches" in physics education
are discussed in this article.
Education Schoolboys Scientific Method of the Study
of the Physical Phenomena
G.P. Stefanova, I.A. Krutova
Astrakhan' State University
The technique of training of pupils is offered to the generalized way of
research of the physical phenomena with use of the experiment, allowing
schoolboys to seize a scientific method of knowledge.
The Contents, Organization and Principles
of Construction of a Laboratory Practical Work
on the General Physics at Universities
V.V. Smirnov
Astrakhan' State University
For an estimation of efficiency of existing practical works on the general
physics in a number of universities of Russia ascertaining experiment has
been performed. Its results testify to necessity of modification for existing
practice of teaching carrying out. In work 4 typical experimental tasks
solved during performance of a practical work are single out. The generalized
ways of their solution are considered.
Laboratory-Project Works in the Physical Practical
Training System of Technical Universities
V.V. Larionov, S.B. Pisarenko, A.M. Lider
Tomsk Polytechnic University
E-mail: larionov@galore.tomsk.ru
It is shown, that laboratory-project works in a technical university as
a method of training to physics are expedient for carrying out in the environment
of a composite physical practical training which includes the interconnected
combination of virtual, computing and natural experiment, and also the
visual system. Examples of performance of concrete laboratory-project works
in Tomsk polytechnic university are discussed.
Experience of Pre-Higher School and Engineering
Training in the System of Non-Stop Physics' Teaching
A.F. An
Vladimir State University, Murom Institute (Filial)
e-mail: anaf1@yandex.ru
Within the frames of realizing the priority directions in education's development
the main tasks, structural-pedagogical accomplishment and some results
of personality-oriented training specialists in the system of non-stop
physics' teaching are discussed in the given article.
Study of a Resonance Using Tuning Fork and Computer
in Student's Laboratory
Ya.A. Zakharov, Yu.V. Lysogorskiy
Kazan' State University
Yuri.Zakharov@ksu.ru
Educational laboratory equipment for study of the tuning fork resonance
under influence of the sound generated by personal computer is presented.
Vibration response of the tuning fork is registered by the same computer
through the microphone entry. Special program plots a resonance curve in
automatic scan mode. Variations of all physical parameters having influence
on the resonance, calculations and graphic presentation of the experimental
data are provided. Advantage of this educational research is a high presentation
of the studied phenomena.
New Laboratory Practical Work on the Basis of Surface Waveguide
G.N. Lobova
Omsk State Technical University
lobova_galina@mail.ru
In article the essentially new laboratory practical work from 12 jobs is
described. In a basis of a practical work is fixed modern results of research
surface waveguide as a line Goubau. They have opened an opportunity of
development of new technology of construction of antennas.
The Imaginary Single-Slit Diffraction of Light
P. M. Mednis
Novosibirsk State Pedagogical University
The imaginary single-slit diffraction formed by an opaque object placed
nearby orthogonal to a mirror is considered. For limiting cases Fraunhofer
and Fresnel diffractions the intensities patterns are derived. The observation
possibilities of the diffraction in laboratory experiment conditions are
discussed.
Computer Simulation of Interaction of Waves with
Arbitrary Orientation of Their Lines Polarization
A.V. Ermakov, N.Ya. Molotkov
Tambov State Technical University
The interaction of two coherent waves with arbitrary orientation of their
lines polarization is observed. The theory of addition of two coherent
waves with arbitrary orientation of their lines polarization and the theory
of their interference with analyzator availability are given. The computer
simulation results of observing interaction are equal the experimental
results in the centimeter electromagnetic wave band.
The Problems Training Teaches for Profile School
G.I. Kitaygorodskaya
Komi Pedagogical State Institute
Komi Republican Institute of Development Education and Retraining Specialists
The article deals with the training teachers of physics for profile school.
The program of the specialized course "Psychological, pedagogical and methodical
peculiarities of profile training in school" is offered.
Study Modern Communications Facilities in Radio Club and in Course
of Preparing the Leaders of School Radio Clubs at the Physical Department
of the Volgograd State Pedagogical University
E.M. Skazatova, V.V. Poltavets
Volgograd State Pedagogical University
In the article were examined the problems of preparing the future teachers
of Physics for management at school radio clubs at the Physical Department
of the Volgograd State Pedagogical University and the specialties of study
of modern communications facilities in radio club . The attention
was paid to Japanese technical equipment, which is nowadays used wide by
communications organization in our country.
|