| Том 15, номер 3, 2009
ISSN 1609 - 3143
Физическое образование в вузах
Издательский Дом Московского Физического общества
Редколлегия журнала «Физическое образование в вузах»
Совет журнала
Крохин Олег Николаевич — главный редактор, академик РАН,
проф. НИЯУ МИФИ, зам. директора ФИАН.
Гладун Анатолий Деомидович — заместитель главного
редактора, зав. каф. МФТИ (ГУ), проф.
Николаев Владимир Иванович — заместитель главного
редактора, проф. МГУ им. М.В. Ломоносова, директор ЦПНПК при МГУ.
Суханов Александр Дмитриевич — заместитель главного
редактора, проф. РУДН, генеральный директор Российского научного центра
физического образования.
Шапочкин Михаил Борисович — заместитель главного редактора,
председатель Правления МФО, проф.
Колесников Юрий Леонидович — проректор СПбГУ ИТМО, проф.
Кудрявцев Николай Николаевич — ректор МФТИ (ГУ), проф.
Трухин Владимир Ильич — декан физфака МГУ им. М.В.
Ломоносова, проф.
Редакционная коллегия
Гороховатский Юрий Андреевич — зав. каф. РГПУ им. А.И.
Герцена, проф.
Завестовская Ирина Николаевна – зам. декана Спецфака МИФИ,
доц.
Калашников Николай Павлович – зав. каф. общей физики НИЯУ
МИФИ, проф.
Лебедев Владимир Сергеевич – зав. каф. МФТИ (ГУ), проф.
Лебедев Юрий Анатольевич — зам. Председателя Правления
Объединённого физического общества РФ.
Песоцкий Юрий Сергеевич — ген. директор ООО «Марпут», проф.
Пурышева Наталия Сергеевна – зав. каф. МПГУ, проф.
Салецкий Александр Михайлович – зав. каф. МГУ им. М.В.
Ломоносова, проф.
Спирин Геннадий Георгиевич — зав. каф. МАИ (ГТУ), проф.
Рудой Юрий Григорьевич — проф. РУДН.
Чернышев Виктор Викторович — зав. каф. ВА им. Н.Е.
Жуковского и Ю.А. Гагарина, проф.
Ответственный секретарь
Калачев Николай Валентинович — зам. ученого секретаря
ФИАН, доцент.
Техническая редакция
Березин Павел Дмитриевич — руководитель РИИС ФИАН.
Черткова Ирина Николаевна — ведущий редактор РИИС ФИАН.
Издательский дом МФО, 2009 г.
Физическое образование в вузах
Т. 15, N 3, 2009
Содержание
3 Решение X Международной конференции “Физика в системе
современного образования» (ФССО – 09)
10
Относительность длины пространственных промежутков в СТО как следствие
неевклидовой геометрии 3-мерного пространства в ИСО
Александр Васильевич Хрусталев
16 Интеграция учебных
дисциплин в целях фундаментализации инженерного образования
Наталья Михайловна Янина, Наталья Владимировна Запатрина
28 Наблюдение и
изучение доменной структуры в ферримагнитной пленке железоиттриевого граната
Анатолий Деомидович Гладун, Федор Федорович Игошин, Юрий Михайлович Ципенюк
43 Применение
технических средств обучения в лекционном курсе физики
Ризван Хусаинович Бекяшев, Федор Федорович Легуша
48 Измерение
осмотического давления
Алексей Андреевич Теврюков, Владимир Владимирович Усков, Федор Федорович
Игошин
56
Лекционные демонстрации законов сохранения в механике
Сергей Николаевич Конев
63 “Золотое сечение” в оптике
Наталья Владимировна Грушина , Алексей Михайлович Зотов, Павел Васильевич
Короленко
73
Использование высокочастотного трансформатора в демонстрационном
эксперименте
Александр Анатольевич Ходырев, Константин Илларионович Корнисик, Евгений
Эмильевич Фискинд
80 Эффект
электростатического прилипания одноименно заряженных тел
Владимир Александрович Саранин
86
Методические аспекты использования компьютерных технологий в лабораторном
физическом практикуме
Елена Лионовна Казакова, Алексей Иванович Назаров
95
Содержание и организация физического практикума для студентов биологических
специальностей
Елена Борисовна Петрова
102
Метод моделирования в системе подготовки магистров образования
Максим Юрьевич Королев
110 Синтез
методологических и прикладных знаний в курсе физики средней школы:
результаты педагогического эксперимента
Альбина Александровна Червова, Юрий Борисович Альтшулер
120 Аннотации
125 Реклама
Physics in Higher Education
V. 15, N 3, 2009
The contents
3 Solution of X International Conference “Physics
in System of Modern Education» (PSME - 09).
10 The Lorenz Contraction in
Special Relativity Theory as a Result of the Non-Euclidian Geometry of
3-Dimensial Space in Inertial Frames
A.V. Khrustaliov
16 Integration of
Courses in an Effort to Fundemantalize Engineering Education
N.M. Yanina, N.V. Zapatrina
28 Observation of Domain
Structure in Yttrium Iron Garnet Film and Study of Its Transformation in
Magnetic Field
А.D. Gladun, F.F. Igoshin and Yu. M.Tsipenyuk
43 Application of
Technical Training Aids in Lecture Course at Physics at the St. Petersburg
State Maritime Technical University
R.H. Bekyashev, F.F. Legusha
48 Osmotic Pressure
Measurement
A.A. Tevryukov, V.V. Ouskov, F.F. Igoshin
56 Lecture Demonstrations
Laws of Preservation in Mechanics
S. N. Konev
63 Golden Mean in Optics
N.V. Grushina, P.V. Korolenko, A.M. Zotov
73 Use of the
High-Frequency Transformer in Demonstration Experiment
A.A. Khodyrev, K.I. Kornisik, E.E. Fiskind
80
Effect Electrostatic Sticking of Likely Charged Bodies
V.A. Saranin
86
Methodical Aspects of Information Technology Using in the Laboratories of
Physical Practice Work
E.L. Kazakova, A.I. Nazarov
95 Content and Training
System of the Physical Workshop for the Students Being Educated in Biology
Е. Petrova
102 Method of Modeling
in the System of Training the Masters of Education
M.Yu. Korolev
110 Synthesis of
Methodological and Applied Knowledge in the Physics Course at School:
Results of Pedagogical Experiment
A.A. Chervova, Yuri B. Altshuler
120 Abstracts
125 Information
X Международной конференции
“Физика в системе современного образования»
(ФССО – 09)
Международная конференция «Физика в системе современного
образования – ФССО – 09» была проведена под эгидой Министерства
образования и науки Российской Федерации, Федерального агентства по
образованию Российской Федерации с 31 мая по 04 июня 2009 г. в
Санкт-Петербурге на базе Российского государственного педагогического
университета им. А.И. Герцена (РГПУ) при поддержке Российского фонда
фундаментальных исследований. В подготовке и проведении конференции наряду с
сотрудниками РГПУ принимали участие сотрудники МГУ им. М.В. Ломоносова,
Московского физико-технического университета, Санкт-Петербургского
государственного университета, Санкт-Петербургского государственного
политехнического университета, Санкт-Петербургского государственного
университета информационных технологий, механики и оптики, других вузов и
организаций России.
Общее количество зарегистрированных участников – 232 человека. На
конференции были представлены доклады представителей учебных и научных
учреждений Белоруссии, Украины, Латвии, Казахстана, Швеции, Германии, а
также представителей 60 городов Российской Федерации. Наиболее
многочисленными были делегации Москвы, Санкт-Петербурга, Петрозаводска,
Воронежа.
На конференции работали 8 секций и один круглый стол, выставки учебного
оборудования и новых учебных изданий по физике, в которых принимали участие
представители ООО «Школьный мир», НПК «Равновесие», ТД
«Просвещение—Северо-запад», издательств «Бином», Физматлит», «Лань»,
издательского дома Московского физического общества. Было проведено 13
заседаний, заслушано
81 произносимых докладов и обсуждено 161 стендовых докладов.
На конференции работали следующие секции:
1. Профессиональное физическое образование.
На секции было представлено 13 произносимых докладов и 20 стендовых. Секция
провела 2 заседания, на которых рассматривался опыт работы ряда ведущих
вузов России. Выступающие отметили, что существенную угрозу качеству
профессионального физического образования несет снижение уровня школьной
подготовки по физике. В связи с этим секция считает необходимым принять
специальные меры для предотвращения дальнейшего падения уровня образования в
средней школе. Эти меры должны включать как «внешние», направленные на
изменение условий школьного образования, так и «внутренние», направленные на
возможность дополнительной подготовки студентов, которые хотели бы учиться
физике, но не получили адекватного образования в школе.
Секция подтверждает, что одной из важнейших составляющих профессионального
образования является физический практикум, на развитие которого необходимо
обращать особое внимание.
Важными задачами представляются также повышение уровня контроля успеваемости
студентов и организация для этих целей методик такого контроля.
2. Физика в системе инженерного образования.
На секции было представлено 14 устных докладов и 18 стендовых докладов.
Секция провела 2 заседания, в заседаниях секции принимало участие от 30 до
40 человек. По результатам работы секции можно выделить следующие основные
темы, звучавшие в выступлениях участников конференции:
· Наблюдается отчетливая тенденция к интеграции общей физики с
общеобразовательными и даже специальными дисциплинами. Одной из причин такой
интеграции является кадровое ослабление выпускающих кафедр (старение
профессорско-преподавательского состава, уменьшение числа студентов). В
результате учебный материал ОПД и СД переходит в общие курсы. В связи с этим
необходимо усилить учебно-методические связи общих и выпускающих кафедр в
плане согласования содержания учебных курсов.
· Сохраняется острая необходимость координации учебно-методической
деятельности преподавателей физики военных вузов. Это связано со спецификой
преподавания этой дисциплины в таких вузах (слабая мотивация курсантов,
военный распорядок дня и т.п.). Необходимо включать в учебные планы
пропедевтические курсы физики, призванные нивелировать существующую разницу
между требованиями ГОС и реальным уровнем знаний выпускников школ по физике.
Считать целесообразным сформировать подсекцию «Преподавание физики в военных
вузах» в составе НМС по физике Минобрнауки РФ.
· Одобрить деятельность вузов России по совершенствованию
учебно-методического обеспечения физического практикума. Усилить работу по
созданию учебных пособий, в том числе знакомящих студентов с достижениями
современных нанотехнологий в различных областях науки и техники.
· Следует отметить деятельность Владимирского государственного университета
по профориентации и привлечению талантливой молодежи путем создания
учебно-научных отрядов, а также Московского государственного технического
университета им. Н.Э. Баумана по активизации самостоятельной работы
студентов.
3. Физика в системе естественнонаучного образования.
На секции было представлено 6 произносимых и 10 стендовых докладов. Секция
провела 1 заседание. В своих выступлениях участники заседания уделяли
внимание общим вопросам методики преподавания физики и общих вопросов
естествознания в новых условиях двухуровневой подготовки студентов,
организации новых магистерских программ, опыту внедрения в российскую
практику модульного подхода. На заседании секции были представлены также
новые конкретные учебно-методические разработки и приемы, используемые в
различных вузах России.
4. Подготовка педагогических кадров по физике.
На секции было представлено 16 произносимых и 68 стендовых докладов. Секция
провела 2 заседания, в работе секции приняло участие порядка 50-60 человек.
Все участники секции единодушно считают полезным обмен опытом и считают
необходимым продолжение в будущем работы данной секции.
Секция отмечает возросший уровень научного анализа структуры, содержания и
путей совершенствования вузовских курсов физики, их ориентацию на подготовку
учителей физики средней школы.
Секция поддерживает предложение об организации всероссийской ассоциации
преподавателей физики вузов и школ.
С целью совершенствования методов организации конференции секция предлагает
рассмотреть вопрос о целесообразности варьирования секционной структуры
конференции, например, чередования структуры по отраслевому принципу, как
это принято сейчас, и структуры по принципу содержания и методов обучения.
Например, выделив секцию, посвященную модернизации содержания учебных курсов
по физике, объединяющую представителей вузов всех профилей.
Если такое предложение не найдет поддержки, то можно предложить разработать
более рациональный временной график заседаний секций конференции, чтобы
заинтересованный представитель какого-либо одного типа вузов мог принять
участие и в работе других секций, т.е. расположить секции физики в
университетах, технических и педагогических вузах, по возможности, линейно
(последовательно) во времени.
Заслуживает также внимания предложение по организации секции (или подсекции)
преподавания дополняющих физику технических дисциплин в вузах нетехнического
профиля (например, электротехники, радиотехники и электроники в
педагогических вузах и др.).
Секция отмечает снижение уровня подготовки выпускников школ по физике, что
приводит к трудностям обеспечения набора в вузы и на факультеты физического
профиля.
5. Физика в системе общего среднего образования.
На секции было представлено 14 произносимых и более 20 стендовых докладов.
Секция провела 2 заседания, в работе секции приняло участие 60 человек.
Анализ докладов позволяет сделать выводы о том, что в настоящее время:
· имеются проблемы отражения содержания физики методологии научного
познания, использовании методологии научного познания в построении
естественно-научных предметов, использовании в обучении исследовательского
метода;
· имеется необходимость целенаправленной работы с одаренными детьми;
· необходима реализация компетентностного подхода в обучении физике.
Стендовые доклады были посвящены проблемам организации и содержания
внеурочной деятельности по физике, школьному физическому эксперименту,
контролю знаний учащихся, учебно-исследовательской деятельности учащихся.
Секция считает необходимым увеличение числа часов на изучение физики в 9
классе на 1 час, в классах, изучающих физику на базовом уровне не менее чем
на
1 час; введение в базисный учебный план предмета «Астрономия», введение
наряду с ЕГЭ других форм итоговой аттестации по физике.
Участники заседаний отметили также необходимость дальнейшего укрепления и
развития материально-технической базы учреждений общего среднего образования
в целях обеспечения выполнения требований государственного образовательного
стандарта в части учебного физического эксперимента и подготовки учащихся к
экспериментальному туру ЕГЭ; привлечения большего внимания к организации
учебно-исследовательской деятельности учащихся и ее освещению в методической
печати.
В выступлениях участников конференции говорилось также о необходимости
обязательного экзамена по физике для поступающих в технические вузы и на
профильные факультеты классических и педагогических вузов.
6. Информационно-коммуникационные технологии в преподавании физики.
На секции было представлено 11 произносимых и 12 стендовых докладов. Секция
провела 2 заседания. По результатам заседаний необходимо отметить, что
современные информационно-коммуникационные технологии являются важным
ресурсом для обеспечения высокоэффективного образования в области физики и
смежных наук. Участники заседаний отмечали в своих выступлениях важность
качественного обучения физике на всех образовательных уровнях для
обеспечения инновационного характера развития Российской экономики, обращали
внимание на необходимость более активной работы по привлечению к участию в
конференциях и других мероприятиях в сфере образования участников из стран
СНГ и Российских регионов.
7. Физика в современной естественнонаучной картине мира.
На секции было представлено 6 произносимых и 10 стендовых докладов. Секция
провела 1 заседание, в работе секции участвовало около 50 человек. На
заседании были заслушаны доклады, посвященные методическим аспектам
ознакомления с теорией струн, применению физических закономерностей при
изучении смежных дисциплин и экономики. Также было проведено обсуждение
проблем преподавания дисциплины «Концепции современного естествознания», в
том числе централизованного аттестационного экзамена. Проведена дискуссия о
роли физики в формировании естественнонаучной картины мира.
По результатам работы секции сформулированы следующие предложения:
· считать задачу формирования естественнонаучной картины мира
интегрированных естественнонаучных курсов важнейшей для формирования
научного мировоззрения студентов, в том числе и гуманитарных специальностей;
· обратить внимание руководителей вузов и факультетов на целостность и
естественнонаучный характер курса КСЕ, где основная роль принадлежит
фундаментальным физическим представлениям о природе;
· обратить внимание научно-методического совета по дисциплине КСЕ на
настоятельную необходимость организации повышения квалификации
преподавателей дисциплины КСЕ силами ведущих специалистов, авторов
учебников, лучших преподавателей;
· обратиться в научно-методический совет по дисциплине КСЕ с рекомендацией
взять на себя экспертизу и участие в разработке аттестационных материалов по
этой дисциплине;
· пригласить на следующую конференцию ФССО-2011 ведущих специалистов по
следующей тематике «Эволюционные идеи в естествознании», «Фундаментальные
междисциплинарные концепции естествознания», «Структура представлений
студентов о естественнонаучной картине мира по результатам централизованного
тестирования» и др.
8. Особенности содержания и методики математического образования
физиков.
На секции было представлено 5 произносимых и 13 стендовых докладов. Секция
провела 1 заседание, участники конференции уделили особое внимание вопросам
максимально широкого использования математического моделирования физических
процессов и явлений с учетом базовых исследовательских стратегий, повышению
роли геометрии, теории вероятностей и математической статистики, развитию
креативности студентов, а также применению герменевтического подхода в
обучении.
Кроме секционных заседаний в программе конференции состоялось заседание
круглого стола «Единый государственный экзамен по физике».
Заседание круглого стола прошло активно, докладчикам задавались
многочисленные вопросы, не менее десятка присутствующих выступили с кратким
изложением своего мнения по высказанной докладчикам тематике.
Конференция констатирует
1. В результате проводимых реформ физика утрачивает лидирующее положение во
всем комплексе естественных наук при подготовке специалистов (биологов,
медиков, геологов, экологов и др.). Базовый уровень
студентов-первокурсников, получивших среднее (полное) образование, по физике
настолько низок, что возникают различные системы «доучивания» физике – в
ущерб основному учебному процессу.
2. Необходимость широкого привлечения к работе конференции представителей
медицинских университетов и академий, т.к. в этих вузах преподавание физики
сокращено до угрожающих размеров.
3. Целесообразность при подготовке следующей конференции ФССО-11
представления докладов, освещающих опыт реформирования системы средней и
высшей школы в странах Европы, США, Китая, Японии.
4. Целесообразность в условиях снижения школьной учебной нагрузки по физике
введение 5-летней подготовки бакалавров образования одновременно по двум
профилям.
5. Целесообразность и своевременность создания общероссийской Ассоциации
преподавателей физики.
6. Важность олимпиадного движения по физике в современных условиях.
Конференция постановляет:
1. Обратиться к Министерству образования и науки РФ с предложением
осуществления комплекса мер по восстановлению уровня физического образования
на всех ступенях образования, имея в виду провозглашенные установки на
инновационное развитие экономики и наук естественного профиля.
2. Просить УМК по физике УМО педагогического образования при РГПУ
им. А.И. Герцена (Санкт-Петербург) и МПГУ (Москва) провести сбор и анализ
предложений кафедр физики педагогических вузов по наполнению вариативной
части стандартов физико-математического образования нового поколения,
обобщить эти предложения в виде рекомендаций.
3. Обратиться в Министерство образования и науки РФ с просьбой организовать
широкое обсуждение ГОС ВПО третьего поколения и ГОС общего среднего
образования, а также упростить нормативное сопровождение образовательных
стандартов ВПО.
4. Обратиться в Совет ректоров вузов России с необходимостью сохранения
курсов КСЕ и физики для нефизических направлений образования в новых
образовательных стандартах.
5. Конференция поручает Оргкомитету провести анализ и отбор материалов,
подлежащих публикации в журнале «Физическое образование в вузах».
6. Конференция рекомендует провести следующую XI конференцию «Физика в
системе современного образования» в 2011 году. Оргкомитету изучить
предложения о месте проведения конференции.
7. Участники конференции отмечают высокий уровень организации и проведения X
международной конференции «Физика в системе современного образования
(ФССО-2009)» и выражают глубокую благодарность за ее организацию руководству
РГПУ, ректору университета Г.А. Бордовскому, Организационному комитету,
технической группе и всем, кто содействовал успешному проведению
конференции.
Оргкомитет
УДК 530.1+372.8
ББК 74.262.22
Х 95
Относительность
длины пространственных промежутков в СТО как следствие неевклидовой
геометрии 3-мерного пространства в ИСО
Александр Васильевич Хрусталев
Московский институт международных экономических отношений
E-mail: jupiter5500@yandex.ru
Ключевые слова: специальная теория относительности (СТО);
мировоззрение; физическая картина мира (ФКМ); пространство и
время; релятивистские эффекты; относительность длины
пространственных промежутков; неевклидовая геометрия.
Рассмотрена методика изложения одного из ключевых эффектов СТО –
относительности длины пространственных промежутков; предложено ее
усовершенствование путем раскрытия неевклидового характера геометрии
3-мерного пространства в инерциальных системах отсчета в СТО.
УДК 53:681.3
Интеграция учебных дисциплин в
целях фундаментализации инженерного образования
Наталья
Михайловна Янина*, Наталья Владимировна Запатрина**
Череповецкий военный инженерный институт радиоэлектроники
162622, г. Череповец, Советский пр-т, 126, кафедра физики*, кафедра
математики**.
E-mail: yaninM@metacom.ru
Ключевые слова: интеграция, фундаментальные дисциплины, численные
методы, прикладные математические пакеты
В статье приведен опыт решения некоторых вопросов учебных программ на
основе объединения таких дисциплин как математика, физика и информатика. На
занятиях по математике рассматривается дифференциальное уравнение, которое
аналитическими методами не решается. Для мотивации его решения
предлагается физическая задача, где закон движения полностью соответствует
виду уравнения. Затем задача решается численными методами с применением ЭВМ.
Применение прикладных математических пакетов в дальнейшем может быть
использовано в профессиональной деятельности инженера.
УДК 537.622.6
PACS 75.70_1; 78.20.Ls; 75.50Gg
Наблюдение и
изучение доменной структуры
в ферримагнитной пленке железоиттриевого граната
Анатолий Деомидович Гладун, Федор Федорович Игошин, Юрий Михайлович Ципенюк
Московский физико-технический институт
141700 г. Долгопрудный Московской обл., Институтский пер., д. 9
Ключевые слова: ферримагнитные пленки, эффект Фарадея, доменная
структура, ЦМД
Описана лабораторная работа по наблюдению с помощью эффекта Фарадея
доменной структуры в ферримагнитной пленке железоиттриевого граната. В
работе изучается поведение магнитной структуры во внешнем магнитном поле –
переход от лабиринтной структуры к однодоменному состоянию и возникновению
цилиндрических магнитных доменов (ЦМД). Измеряются зависимость размера ЦМД
от величины внешнего магнитного поля, поле эллиптической неустойчивости ЦМД,
оценивается по полученным результатам толщина исследуемой пленки.
УДК 530 (077,7)
Применение технических
средств обучения в лекционном курсе физики
Ризван
Хусаинович Бекяшев, Федор Федорович Легуша
Санкт-Петербургский государственный морской технический университет
190008, ул. Лоцманская, д. 3
E-mail: alexilaiho@mail.ru
Ключевые слова: лекционные демонстрации по физике, технические
средства обучения, аудиторный телевизионный комплекс, методика показа
опытов.
Приведены общие требования, предъявляемые к лекционным демонстрациям
ккурсу лекций по общей физике. Дано описание лекционной физической
аудитории, включающей в себя комплекс технических средств обучения (ТСО), в
том числе и аудиторный телевизионный комплекс. Приведены рекомендации по
применению имеющихся на кафедре физики СПб ГМТУ лекционных демонстраций.
Статья может быть полезной для преподавателей физики в вузах, а также для
лекторов близких по содержанию дисциплин.
УДК 612.014.462.1
Измерение
осмотического давления
Алексей
Андреевич Теврюков, Владимир Владимирович Усков, Федор
Федорович Игошин
Московский физико-технический институт (Госуниверситет)
Кафедра общей физики, e-mail:
ouskov@nm.ru
141700 Московская обл., г. Долгопрудный, Институтский пер., д. 9
Ключевые слова: эосмос, осмотическое давление, лабораторная работа,
осмометр.
В статье приводится описание лабораторной работы по измерению
осмотического давления, методика проведения опытов и результаты
эксперимента.
УДК 53.05
Лекционные демонстрации законов сохранения в механике
Сергей
Николаевич Конев
Российский Государственный профессионально_педагогический университет,
620012, Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11, каф. общей физики
E-mail: koneff_s@mail.ru
Ключевые слова: законы сохранения, компьютерные демонстрации,
анимация, концепции современного естествознания.
Рассмотрены компьютерные демонстрации законов сохранения в механике для
использования в лекциях курса “Концепции современного естествознания”.
Применение эффектов анимации и диаграмм придают демонстрациям максимальную
наглядность.
УДК 372.853
“Золотое сечение” в оптике
Наталья
Владимировна Грушина, Алексей Михайлович Зотов,
Павел
Васильевич Короленко
Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова
119991, ГСП&1, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, дом 1,
строение 2
E-mail: pvkorolenko@rambler.ru
Ключевые слова: физика, золотое сечение, оптические системы
Фибоначчи.
Приведены аргументы в пользу включения в программы вузовских курсов
физики отдельных вопросов, связанных с феноменом золотого сечения.
Рассмотрена методика изучения оптических устройств, построенных с
использованием принципа Фибоначчи. Показано, что свойства золотого сечения
обладают эвристической ценностью. Знакомство с ними повышает уровень
подготовки студентов к будущей исследовательской деятельности.
УДК 537.226
Использование
высокочастотного трансформатора в демонстрационном эксперименте
Александр Анатольевич Ходырев, Константин Илларионович Корнисик, Евгений
Эмильевич Фискинд
Нижнетагильский технологический институт (филиал) УГТУ-УПИ
Нижнетагильская государственная социально-педагогическая академия
Ключевые слова: Трансформатор Теслы; высокочастотное
электромагнитное поле; индукционная катушка; индукционное действие;
безэлектродная трубка; свечение разреженных газов; резонанс; ток смещения;
физиологическое действие токов высокой частоты.
В статье рассмотрено устройство и принцип работы высокочастотного
резонанс - трансформатора Теслы. Приведены описания демонстрационных
экспериментов с его использованием.
УДК 537.211
Эффект
электростатического прилипания одноименно заряженных тел
Владимир
Александрович Саранин
Глазовский государственный педагогический институт
E-mail: saranin@ggpi.org
Ключевые слова: электростатическое прилипание, электрические
изображения, заряженные проводящие шар и диск, сила и энергия
электростатического взаимодействия.
На примере диска и шара описан эффект электростатического неотталкивания
(прилипания) заряженных тел. Проведен эксперимент, в котором проводящий
шарик, подвешенный на нити, и металлический диск соприкасаются, будучи
подключены к источнику высокого напряжения. При плавном увеличении
напряжения шарик продолжает висеть на нити, касаясь диска, и лишь при
достижении определенного напряжения, порядка полутора десятка киловольт,
происходит его отскок от диска. Теория, учитывающая электростатическое
изображение шарика в диске, показывает, что устойчивое равновесие шарика
около диска действительно возможно лишь при превышении напряжением
некоторого критического значения, превышающего десять киловольт.
УДК 378.02:372.8; 53.08
ГРНТИ 14.35.09; 29.03
Методические аспекты использования компьютерных технологий в
лабораторном физическом практикуме
Елена
Леоновна Казакова, Алексей Иванович Назаров
Петрозаводский государственный университет
пр. Ленина, 33, 185910 г. Петрозаводск, Россия
E-mail: ekazakova@petrsu.ru ,
anazarov@petrsu.ru
Ключевые слова: методика физического эксперимента, автоматизация
эксперимента,
компьютер в физическом практикуме.
Обсуждаются возможности использования компьютера в лабораторном
физическом практикуме. Рассматриваются примеры работ с различным уровнем
компьютеризации, в частности, работы на оборудовании фирмы Phywe с
использованием компьютера в качестве регистрирующего устройства.
УДК 372.853
ББК Ч 74
Содержание и
организация физического практикума для студентов биологических
специальностей
Елена
Борисовна Петрова
МПГУ
E-mail: 1960_15@list.ru
Ключевые слова: естественнонаучное образование; физический
практикум; инвариантное ядро; вариативная часть.
Описан практикум для студентов биолого-химического факультета. Предложены
оригинальные идеи в содержании и организации лабораторных работ.
Особенностью содержания работ практикума является наличие двух частей:
инвариантной и вариативной (отражающей специфику профессиональной
направленности). Ключевым элементом в организации практикума является
использование для подготовки к работам мультимейдиных описаний.
УДК 372.853
ББК Ч 74
Метод моделирования в системе подготовки магистров образования
Максим
Юрьевич Королев
Московский педагогический государственный университет
E-mail: maxkor67@mail.ru
Ключевые слова: метод моделирования, математические модели, магистр
образования, инновационные образовательные технологии.
В статье представлена магистерская программа «Современное
естественнонаучное образование» для направления 540200
«Физико-математическое образование». Основное внимание уделено структуре и
содержанию дисциплины «Моделирование в естествознании». Рассмотрен метод
моделирования и его применение при подготовке магистров образования.
УДК 372.853
ББК 74.262.22
Синтез
методологических и прикладных знаний в курсе физики средней школы:
результаты педагогического эксперимента
Альбина
Александровна Червова
ГОУ ВПО «Шуйский государственный педагогический университет»
155908 РФ г. Шуя Ивановской обл., ул. Кооперативная, д. 24
E-mail: innovacia&sgpu.ru
Юрий
Борисович Альтшулер
ГОУ ВПО «Шуйский государственный педагогический университет»
155908 РФ г. Шуя Ивановской обл., ул. Кооперативная, д. 24, E-mail:yaltshuler@mail.ru
Ключевые слова: синтез методологических и прикладных знаний,
обновление школьного курса физики, интеллектуальное развитие школьников,
развитие компетентностных качеств школьников.
Представлены результаты педагогического эксперимента по исследованию
влияния содержания курса и методики обучения физике, построенной на основе
синтеза методологических и прикладных знаний, на эффективности обучения и
развитие учащихся. По результатам эксперимента сделан вывод, что обновление
школьного физического образования на основе синтеза методологических и
прикладных знаний способствует формированию знаний учащихся, развитию
интеллектуальных способностей и компетентностных качеств учащихся.
Solution of X
International Conference “Physics in System of Modern Education» (PSME -
09).
Summary record about the conference which have passed from May, 31st till
June, 04th, 2009 in St.-Petersburg on the basis of the Russian State
Pedagogical University of A.I. Herzen (RSPU).
The Lorenz Contraction in Special
Relativity Theory as a Result of the Non-Euclidian Geometry of 3-Dimensial
Space in Inertial Frames
A.V. Khrustaliov
Moscow Institute of the International Economic Relations
Keywords: Special relativity theory (SRT); world-outlook; physical
picture of world; space and time; relativity effects; the space interval
length relativity; non-Euclidian geometry.
The methods of teaching one of the key effects of Special Relativity Theory
(SRT), the space interval length relativity (the Lorenz contraction), are
considered. It’s improvement by means of revealing the non-Euclidian
geometry of 3-dimensional space in inertial frame is suggested.
Integration of Courses in an
Effort to Fundemantalize Engineering Education
N.M. Yanina, N.V. Zapatrina
Cherepovets Military Engineering School of Radioelectronics
162622, Cherepovets, Sovetskiy pr., 126, Physics Department, Mathematics
Department
E-mail: yaninM@metacom.ru
Keywords: integration, fundamental disciplines, numerical methods,
application mathematical packages.
In this article one can find the experience of solving some issues of
educational programs on the grounds of integrating such courses as
mathematics, physics and informatics. In Mathematics lessons the
differential equation which cannot be solved by analytical methods is
considered. To motivate the solution of it we offer the physical problem,
where the law of motion corresponds completely to the type of equation. Then
the problem is solved by digital methods with the application of computers.
The use of application mathematical packages can help in engineer’s
professional activity in the future.
Observation of Domain Structure
in Yttrium Iron Garnet Film and Study of Its Transformation in Magnetic
Field
А.D. Gladun, F.F. Igoshin and Yu. M.Tsipenyuk
Moscow Institute of Physics and Technology
Keywords: ferromagnetic films, Faraday Effect, domain structure,
CMD.
The laboratory work on observation and study of domain structure in
ferrimagnetic yttrium iron garnet film by means of Faraday Effect is
described. Behavior of magnetic structure in an external magnetic field is
studied: transition from labyrinth structures to a one-domain state and
formation of cylindrical magnetic domains (CMD). The dependence of the size
of CMD on intensity of an external magnetic field, a field of elliptic
instability of CMD is measured. The thickness of the investigated film is
estimated from the obtained results.
Application of Technical
Training Aids in Lecture Course
at Physics at the St. Petersburg State Maritime Technical University
R.H. Bekyashev, F.F. Legusha
St. Petersburg State Maritime Technical University
St. Petersburg 190008 Lotsmanskaya 3
E-mail: alexilaiho@mail.ru
Key words: lecture demonstrations, technical training aids (TTA),
television facilities, recommendations on using demonstrations.
Common requirements on lecture demonstrations for the lecture course at
general physics are given. The paper contains the description of physics
lecture-room with the set of technical training aids (TTA), including the
television facilities. Recommendations on using demonstrations of the
Department of Physics of St. Petersburg State Maritime Technical University
are introduced here. The paper may be useful for physics high-school
teachers and lecturers at relative subjects.
Osmotic Pressure Measurement
A.A. Tevryukov, V.V. Ouskov, F.F. Igoshin
Moscow Institute of Physics and Technology
E-mail: ouskov@nm.ru
Key words: osmosis, osmotic pressure, laboratory setup, osmometr.
A laboratory experiment of osmotic pressure measurement, experiment’s
procedure and some results are described.
Lecture Demonstrations Laws of
Preservation in Mechanics
S.N. Konev
Ekaterinburg, the Russian State Professional – pedagogical University
E-mail: koneff_s@mail.ru
Key words: laws of preservation; computer demonstrations;
animation; the concept of modern natural sciences
Computer demonstrations laws of
preservation in mechanics for use in lectures
of a course of “Concept of modern natural sciences” are considered.
Application effects of animation and diagrams give to demonstrations the
maximal presentation.
Golden Mean in Optics
N.V. Grushina, P.V. Korolenko, A.M. Zotov
Faculty of Physics M.V. Lomonosov Moscow State University
Lenin Hills, 1, str.21, 19992 Moscow, Russia
E-mail: pvkorolenko@rambler.ru
Keywords: physics, golden mean, Fibonacci optical systems.
Arguments for the benefit of inclusion in programs of high school physics
courses some questions connected to a phenomenon of gold mean are given. The
method of studying of characteristics of the optical devices constructed
with use of Fibonacci principle is considered. It is shown that mastering
properties of gold mean have heuristic opportunities raises a level of
preparation of students to the future research activity.
Use of the High-Frequency
Transformer in Demonstration Experiment
A.A. Khodyrev, K.I. Kornisik, E.E. Fiskind
Nizhniy Tagil Technological Institute, the department of the Urals State
Technical University-UPI
Nizhniy Tagil State Social-Pedagogical Academy
Keywords: Tesla Coil; high-frequency electromagnetic field;
inductive coil; inductive action; no electrode tube; glow of vacuum gases;
resonance; displacement current; physiological effect of high-frequency
current.
This article considers construction and principle of operation
high-frequency a resonance - transformer Tesla. Descriptions of
demonstration experiments with his use are resulted.
Effect
Electrostatic Sticking of Likely Charged Bodies
V.A. Saranin
Glazov State Pedagogical Institute
E-mail: saranin@ggpi.org
Keywords: electrostatic sticking, electrical images, charged
conducting sphere and disk, force and energy electrostatic interaction.
On an example of a disk and ball the effect electrostatic in repulsive
(sticking) of the same charged is described. The experiment is carried out,
in which conducting ball suspended on a string, and metal disk adjoin, being
are connected to a source of a high voltage. At smooth increase of a voltage
the ball continues to hang on a string, concerning a disk, and only at
achievement of the certain voltage, about one and a half ten kilovolt occurs
it divergence from a disk. The theory, which is taking into account the
electrostatic image of a ball in a disk, shows, that the stability
equilibrium of a ball about a disk is really possible only at excess by a
voltage of some critical meaning exceeding ten kilovolt.
Methodical
Aspects of Information Technology Using in the Laboratories of Physical
Practice Work
E.L. Kazakova, A.I. Nazarov
Petrozavodsk State University
Lenin St. 33, 185910, Petrozavodsk, Russia
E-mail: ekazakova@petrsu.ru ,
anazarov@petrsu.ru
A possibility of IT using in the laboratories of physical practice work is
discoursed. The samples of the work with different goals and alternates of
PC using are considered. In particularу, the works with equipment of the
Phywe firm with PC as a recorder are described.
Content and Training System of
the Physical Workshop for the Students Being Educated in Biology
Е.B. Petrova
Moscow Pedagogical State University
Keywords: natural – science education; physical practical work;
invariant kernel; variant a par.
The physical workshop for the students in a biology department has been
described. Novel ideas in the content and training system of the labs have
been offered. Distinguishing feature of the labs in the physical workshop is
their two-part system; one part is invariable and another part is variable.
The latter corresponds to the specifics of professional training. The key
element of the lab workshop is the use of multi-media manuals in the process
of preparations for the labs.
Method of Modeling in the
System of Training the Masters of Education
M.Yu. Korolev
Moscow Pedagogical State University
Keywords: method of modeling, mathematical models, masters of
education, innovative educational technologies.
The master program «Contemporary natural-science education» for direction
540200 «Physics-mathematical education» is presented in the article. The
main attention is paid to the structure and to the content of the discipline
«Modeling in the natural science». The method of modeling and its
application in training the masters of education are considered.
Synthesis of Methodological
and Applied Knowledge in the Physics Course at School: Results of
Pedagogical Experiment
A.A. Chervova, Yuri B. Altshuler
Shuisky State Pedagogical University
Keywords: synthesis of methodological and applied knowledge,
updating of a school physics, school electrodynamics, methodological and
applied knowledge, intellectual development of pupils, development
competence qualities of pupils.
Results of pedagogical experiment on research of influence of the contents
of a course and a technique of training physics, based on synthesis of
methodological and applied knowledge, on increase of a learning efficiency
and development of pupils, are presented. By results of experiment, the
conclusion is done, that updating of school physics education based on
synthesis of methodological and applied knowledge promotes formation of
knowledge of pupils, development of intellectual abilities and competence
qualities of pupils.
|