Том 21, номер
3, 2015 ISSN 1609 - 3143
Физическое образование
в вузах
Издательский Дом Московского Физического общества
Журнал «Физическое образование в вузах»
URL: http://pinhe.lebedev.ru
Совет журнала
Крохин Олег Николаевич – проф., академик РАН, ФИАН, НИЯУ МИФИ, главный редактор
Гладун Анатолий Деомидович – проф., МФТИ (ГУ), заместитель главного редактора
Калашников Николай Павлович — проф., НИЯУ МИФИ, заместитель главного редактора
Рудой Юрий Григорьевич — проф., РУДН, заместитель главного редактора
Шапочкин Михаил Борисович — проф., Московское физическое общество, заместитель главного
редактора
Колесников Юрий Леонидович — проф., НИУ СПбИТМО (г. Санкт-Петербург)
Кудрявцев Николай Николаевич — проф., МФТИ (ГУ), член-корреспондент РАН
Стриханов Михаил Николаевич — проф., НИЯУ МИФИ
Сысоев Николай Николаевич — проф., МГУ им. М.В. Ломоносова
Хохлов Дмитрий Ремович — проф., МГУ им. М.В. Ломоносова, член-корреспондент РАН
Редакционная коллегия
Голубева Ольга Наумовна — проф., РУДН
Гороховатский Юрий Андреевич — проф., РГПУ им. А.И. Герцена (г. Санкт-Петербург)
Завестовская Ирина Николаевна — проф., ФИАН, НИЯУ МИФИ
Лебедев Владимир Сергеевич — проф., ФИАН, МФТИ (ГУ)
Морозов Андрей Николаевич — проф., НИУ МГТУ им. Н.Э. Баумана
Песоцкий Юрий Сергеевич — проф., ген. директор ООО «Русучприбор»
Пурышева Наталия Сергеевна — проф., МПГУ
Салецкий Александр Михайлович — проф., МГУ им. М.В. Ломоносова
Спирин Геннадий Георгиевич — проф., МАИ
Стефанова Галина Павловна — проф., АГУ (г. Астрахань)
Ответственный секретарь
Калачев Николай Валентинович — проф., Финуниверситет, НИЯУ МИФИ, ФИАН
Техническая редакция
Березин Павел Дмитриевич — руководитель РИИС ФИАН
Алексеева Татьяна Валерьевна — инженер РИИС ФИАН
Алексеева Татьяна Викторовна — редактор РИИС ФИАН
© Издательский дом МФО, 2015 г.
Физическое образование в вузах
Т. 21, № 3, 2015
Содержание
5 Актуальные вопросы XIII Международной конференции «Физика в системе современного образования»
Ю.А. Гороховатский, И.Н. Завестовская, Н.В. Калачев, О.Н. Крохин, С.С. Муравьев-Смирнов
16 Решение XIII Международной конференции «Физика в системе современного
образования» (ФССО–2015)
19 О природе фотона
О.Н. Крохин
24 Опыт института магистратуры национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» в реализации сетевых форм обучения
М.С. Григорьева, И.Н. Завестовская, О.Н. Крохин, М.Н. Стриханов, А.А. Фроня
35
Методика и дистанционные технологии в курсе общей физики в НИЯУ МИФИ
И.Н. Завестовская, Н.П. Калашников, О.Н. Крохин, С.С. Муравьев-Смирнов
46 Ответственность субъектов российского образования за уровень преподавания физики в высшей школе
Н.М. Кожевников
58 Всероссийские студенческие олимпиады по физике как зеркало физико-математического образования в России
В.Н. Игнатов, Н.П. Калашников, А.Ю. Матрончик, А.С. Ольчак, Д.А. Самарченко,
Е.В. Хангулян
80 Изучение зонной пластинки на интерактивном занятии
В.В. Майер, Е.С. Мамаева
91 Спектральный анализ электрических сигналов в лабораторном практикуме курса общей физики
А.Д. Гладун, Ю.В. Маношкин, А.А. Теврюков, В.В. Усков, Ю.В. Юрьев
99 Проведение учебно-исследовательской работы на базе виртуального практикума
Л.В. Кучеренко, И.М. Слабженникова, С.Н. Слабженников
109 Расчеты простых электрических цепей символическим методом
Н.А. Чеканов, О.С. Кравцова, Д.Б. Лукьянов, Н.Н. Чеканова
127 Ресурсный набор по физике для младших курсов вуза: идеи и опыт создания
А.И. Скворцов, А.И. Фишман
135 Лабораторная работа «Магнитокалорический эффект»
А.М. Салецкий, И.Д. Родионов, М.В. Прудникова, А.Б. Грановский, И.С. Титов,
В.Н. Прудников
141
О взаимодействии проводящих сфер в неконцентрическом сферическом конденсаторе
В.А. Саранин
151
Специфика формирования творческого мышления учащихся физико-математических классов – будущих студентов-физиков
Р.В. Гурина
163
К научно-теологической парадигме в мировоззренческом аспекте физического
образования вуза
В.С. Михалкин
Physics in Higher Education
V. 21, № 3, 2015
The contents
5 Urgent Aspects of the International Conference «Physics in the System of Modern Education»
Yu. A. Gorokhovatskiy, I.N. Zavestovskaia, N.V. Kalachev, O.N. Krokhin,
S.S. Muraviev-Smirnov
16 The Decision of the XIII International Conference «Physics of Modern System of Education (FSSO-2015)»
19 On the Nature of the Photon
O.N. Krokhin
24
Experience of the Institute of Magistracy of National Research Nuclear University «MEPHI» in the Implementation of Network Learning
M.S. Grigorieva, I.N. Zavestovskaya, O.N. Krokhin, M.N. Strikhanov, A.A. Fronya
35
Methodology and Distance Strategies of General Physics Course in National Research Nuclear University «MEPhI»
I.N. Zavestovskaya, N.P. Kalashnikov, O.N. Krokhin, S.S. Muravyev-Smirnov
46 Responsibility of Russian Education System Subjects for the Physics Teaching Level in High Schools
N.M. Kozhevnikov
58 National Students Olympic Competitions in Physics as a Mirror of Physical Education Quality in Russia
V.N. Ignatov, N.P. Kalashnikov, A.Yu. Matronchik, A.S. Olchak, D.A. Samarchenko, E.A. Khangulyan
80 The Study of a Zone Plate at an Interactive Lesson
V.V. Mayer, E.S. Mamaeva
91
Spectral Analysis of Electrical Signals in the General Physics Laboratory Practicum
A.D. Gladun, Yu.V. Manoshkin, A.A. Tevrukov, V.V. Uskov, Yu.V. Yuriev
99 A Teaching Research Performance of a Laboratory Work based on a Virtual Workshop
L.V. Kucherenko, I.M. Slabzhennikova, S.N. Slabzhennikov
109
Calculations of Simple Electrical Circuits by a Symbolical Method
N.A. Chekanov, O.S. Kravtsova, D.B. Lukjanov, N.N. Chekanova
127
The Resource Set in Physics for University First Years Students: the Ideas and Creation Experience
A.I. Skvortsov, A.I. Fishman
135 Advanced Lab Course «Magnetocaloric Effect»
A.M. Saletsky, I.D. Rodionov, M.V. Prudnikova, A.B. Granovsky,
I.S. Titiov, V.N. Prudnikov
141
About Interaction of Conducting Spheres in Not Concentric Spherical Capacitor
V.A. Saranin
151
Specifity of Formation of Creative Thinking of Pupils Physical and Mathematical Class – Future Physics Students
R.V. Gurina
163
Scientific-Theological Paradigm in World Outlook Aspect of Physical Education of Technical University
V.S. Mikhalkin
PHYSICS
IN HIGHER EDUCATION
Founders of the Journal:
Ministry of Education and Science of Russian Federation Moscow Physical Society
International Association of Developers and Manufactures of Educational Technology
The four-monthly journal ISSN 1609-3143
The journal has registered at the State Committee of the Russian Federation on the Press. Certificate of registration of the mass media no. 019360 dated November 2, 1999.
Journal Council
Oleg N. Krokhin – Prof., D. Sci., Academician of the Russian Academy of Sciences, P.N. Lebedev Physical Institute of RAS, National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute), (Editor-in-Chief)
Anatoliy D. Gladun — Prof., D. Sci., Moscow Institute of Physics and Technology (State University), (Deputy Editor-in-Chief)
Nikolay P. Kalashnikov – Prof., D. Sci., National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute), (Deputy Editor-in-Chief)
Yuriy G. Rudoy — Prof., D. Sci., Russian People’s Friendship University, (DeputyEditor-in-Chief)
Mikhail B. Shapochkin – Prof., D. Sci., Chairman of the Board of Moscow Physical Society, (Deputy Editor-in-Chief)
Yuriy L. Kolesnikov — Prof., D. Sci., St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics & Optics
Nikolay N. Kudryavtsev — Prof., D. Sci., Moscow Institute of Physics and Technology (State University), Corresponding Member of Russian Academy of Sciences.
Mikhail N. Strikhanov — Prof., D. Sci., National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)
Nikolay N. Sysoev— Prof., D. Sci., Lomonosov Moscow State University
Dmitry R. Khokhlov — Prof., D. Sci., Lomonosov Moscow State University. Corresponding
Member of Russian Academy of Sciences.
Editorial Board
Olga N. Golubeva — Prof., D. Sci., Russian People’s Friendship University
Yuriy A. Gorohovatskiy — Prof., D. Sci., Herzen State Pedagogical University of Russia, St. Petersburg
Irina N. Zavestovskaya — Prof., D. Sci., P.N. Lebedev Physical Institute of RAS, National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)
Vladimir S. Lebedev— Prof., D. Sci., P.N. Lebedev Physical Institute of RAS, Moscow Institute of Physics and Technology (State University)
Andrey N. Morozov — Prof., D. Sci., National Research Bauman Technical University
Yuriy S. Pesotskiy — Prof., D. Sci., ООО «RUSUCHPRIBOR»
Natalia S. Purysheva – Prof., D. Sci., Moscow Pedagogical State University
Alexander M. Saleckiy – Prof., D. Sci., Lomonosov Moscow State University
Gennadiy G. Spirin — Prof., D. Sci., Moscow Aviation Institute (National Research University)
Galina P. Stefanova —Prof., D. Sci., Astrakhan State University
Executive Secretary
Nikolay V. Kalachev — Prof., D. Sci., Financial University under the Government of the Russian Federation, P.N. Lebedev Physical Institute of RAS, National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)
Technical Edition
Pavel D. Berezin — technical editing, Publishing Service P.N. Lebedev Physical Institute of RAS
Tatyana Val. Alekseeva— engineer Publishing Service P.N. Lebedev Physical Institute of RAS
Tatyana Vik. Alekseeva — editor Publishing Service P.N. Lebedev Physical Institute of RAS
Phone: +7 (499) 132-66-51
E-mail: kalachev@sci.lebedev.ru Internet: pinhe.lebedev.ru
Физическое образование в вузах
УЧРЕДИТЕЛИ ЖУРНАЛА:
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКОЕ ФИЗИЧЕСКОЕ ОБЩЕСТВО
МЕЖДУНАРОДНАЯ АССОЦИАЦИЯ РАЗРАБОТЧИКОВ И ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ УЧЕБНОЙ ТЕХНИКИ
Журнал зарегистрирован в Государственном комитете Российской Федерации по печати.
Свидетельство о регистрации средства массовой информации № 019360 от 2 ноября 1999 г.
119991, Москва В-333, Телефоны: (499)132-66-51
Ленинский пр. 53, Факс: (499)132-66-51 Издательский дом МФО (499)132-64-11 Татьяна Валерьевна
E-mail: kalachev@sci.lebedev.ru
Уважаемые коллеги!
Издательский дом Московского Физического общества продолжает подписку на журнал «Физическое образование в вузах». Учредителями журнала являются Министерство образования и науки РФ, Московское Физическое общество и МАРПУТ. Редколлегию журналасоставиливидныеученые-специалистывобластифизическогообразованияРоссии.
Наш журнал двуязычный (принимаются статьи на русском и английском языках) и распространяется в странах СНГ.
Главный редактор журнала - академик Российской академии наук, профессор
НИЯУ МИФИ, научный руководитель Высшей школы им. Н.Г. Басова НИЯУ МИФИ О.Н. Крохин.
Данный журнал является единственным, охватывающим все актуальные вопросы преподавания физики в вузе, и, как мы надеемся, он станет главным средством общения кафедр физики вузов стран СНГ.
Web страница журнала в сети Интернет: http://pinhe.lebedev.ru.
Основные разделы журнала
- Концептуальные и методические вопросы преподавания общего курса физики в вузе, техникуме, колледже.
- Вопросы преподавания курса общей физики в технических университетах.
- Современный лабораторный практикум по физике.
- Демонстрационный лекционный эксперимент.
- Информационные технологии в физическом образовании.
- Вопросы преподавания общего курса физики в педвузах и специальных средних учебных заведениях.
- Текущая практика маломасштабного физического эксперимента.
- Связь общего курса физики с другими дисциплинами.
- Интеграция Высшей школы и Российской Академии наук.
Журнал издается объемом около 21 печатного листа, ежеквартально, тиражом около 500 экз.
Просим Вас присылать в адрес нашей редакции статьи, относящиеся к тематике нашего журнала (желательно на базе опыта вашего вуза). Размер статьи не должен превышать 15 стр. (включая рисунки и литературу). Для публикации необходимо выслать в адрес редакции 2 экз. статьи в твердой копии. Необходимо приложить также дискету с электронной версией статьи, набранной в WINWORD. (Параметры набора статьи: шрифт - Тimes New Roman Cyr., размер 10; отступы - верхний - 2,2 см; нижний
- 7 см; левый - 3 см; правый - 4,5 см; интервал - полуторный). Рисунки представлять в отдельном файле в формате TIFF, JPG, BMP, PCX. Разрешение полутоновых рисунков (фотографий) должно быть не менее 150 точек на дюйм (dpi), черно-белых (графиков и схем) – не менее 300 точек на дюйм. Необходимо указать место работы и полностью ФИО всех авторов, почтовый и электронный адреса, телефоны для связи, а также название статьи на английском языке. Статьи должны сопровождаться УДК, аннотацией и ключевыми словами на русском и английском языках. Для ускорения публикации желательно выслать ее по электронной почте в адрес редакции.
Хотелось бы обратить Ваше внимание на то, что авторам, кафедры которых подпишутся на наш журнал, будет даваться преимущество при публикации статей, информационных сообщений об издаваемых Вами книгах и методических пособиях, а также Ваших сообщений рекламного характера.
Мы готовы опубликовать Ваши рекламные материалы, заказные статьи, коммерческие проекты. Информацию о расценках на эти услуги и условиях подписки можно получить в редакции.
Подписавшись на журнал, Ваша кафедра окажет содействие развитию физического образования в России, поможет общению преподавателей физики России и стран СНГ.
Журнал внесен в “Каталог. Газеты и журналы.1-е полугодие 2016 года. Агентство
«Роспечать». Индекс 71371.
УСЛОВИЯ ПОДПИСКИ
Стоимость подписки на год c 1 января 2015 г. – 2500 рублей (включая НДС).
Банковские реквизиты ООО «Издательский дом МФО»:
р/с № 40702810038280100249 в Московском банке, Сбербанка России ОАО,
г. Москва, к/с № 30101810400000000225, БИК 044525225, ИНН № 7736045853, КПП 773601001.
В платежке указать назначение платежа «За подписку на журнал» и точный адрес для рассылки.
Глубокоуважаемые коллеги!
Редакция журнала подготовила компакт-диск, на котором можно найти все статьи, выпущенные в журналах с 1995 по 2015 гг. Стоимость диска с пересылкой, составляет 2500 руб. Заявки на изготовление и пересылку диска просим присылать по электронной почте в адрес редакции: kalachev@sci.lebedev.ru или по телефону: (499) 132-6651 Николай Валентинович или Татьяна Викторовна.
Выпускающий редактор Николай Павлович Калашников.
УДК 53:372.8, 378
Актуальные вопросы XIII Международной конференции «Физика в системе современного образования»
Юрий Андреевич Гороховатский1, Ирина Николаевна Завестовская2, Николай Валентинович Калачев2,3, Олег Николаевич Крохин2, Сергей Сергеевич Муравьев-Смирнов2
1 Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена, 191186, Санкт-Петербург, Набережная реки Мойки, 48
2 Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», 115409, Москва, Каширское ш., 31
3 Финансовый университет при Правительстве РФ, 125993, Москва, Ленинградский проспект, 49
E-mail: yurig@fromru.com, INZavestovskaya@mephi.ru; nkalachev@fa.ru, krokhin@sci.lebedev.ru; SSMuravyevsmirnov@mephi.ru
В статье описаны актуальные вопросы и тематика докладов Международной конференции «Физика в системе современного образования», прошедшей с 1 по 4 июня 2015 г. в Санкт-Петербурге. Обозначены приоритетные направления развития физического образования в России.
Ключевыеслова:конференция,преподавание физики, методика обучения, ФГОС.
Решение XIII Международной конференции «Физика
в системе современного образования» (ФССО–2015)
Публикуем решение XIII Международной конференции «Физика в системе современного образования» (ФССО–2015), принятое на итоговом заседании 4 июня 2015 г.
Ключевыеслова:конференция,преподавание физики, методика обучения, ФГОС.
Подводя итоги своей работы, Конференция ФССО-2015 рекомендует:
1. В целях обеспечения стабильной и эффективной работы всей образовательной системы в условиях ее модернизации обратиться в Министерство образования и науки РФ с предложениями:
- Прекратить практику перманентного изменения нормативных документов, в том числе образовательных стандартов;
- Устранить противоречия, возникающие между ФГОС и положением о подготовке в аспирантуре, проведением итоговой аттестации в виде ВКР и в форме защиты диссертации.
- Отменить обществознание в качестве экзамена для поступления в вузы на направление «Педагогическое образование» (профиль «Физика», «Физическое образование»), заменив его экзаменом по русскому языку.
- Направить в вузы рекомендацию о необходимости включения дисциплин КСЕ и ЕНКМ, обеспечивающих формирование понятийного мышления и развитие представлений о мире, в учебные программы бакалавриата по всем направлениям подготовки.
- Разработать механизм и систему учета трудозатрат разработчиков электронных ресурсов и УМК нового поколения, соответствующих современным образовательным требованиям.
- В целях совершенствования содержания подготовки научных, инженерных и педагогических кадров на основе интеграции достижений физической науки, инновационных педагогических и информационных технологий и в целях предотвращения наметившегося катастрофического падения уровня физического образования необходимо:
- Не допускать исключение курса теоретической физики из образовательной программы педагогических вузов, так как это приведет к катастрофическому снижению уровня фундаментальной подготовки будущих учителей физики.
- Усилить прикладную и профессиональную направленность курса общей физики для будущих учителей.
- Расширить базовую часть профессионального цикла стандарта педагогического образования, включив в нее физику как обязательную дисциплину для студентов математического и естественнонаучных факультетов.
- Ввести в ФГОС ВПО соответствующий норматив, определяющий минимальную трудоемкость курса физики для естественнонаучных и инженерно- технических специальностей не менее, чем в 10 зачетных единиц.
- Включить в образовательные стандарты университетов, осуществляющих подготовку бакалавров по экономико-гуманитарным и аналогичным направлениям, для усиления фундаментальности естественнонаучной подготовки выпускников дисциплины «Концепции современного естествознания» или «Естественнонаучная картина мира» в объеме не менее 4-х зачетных единиц.
- Разработать показатели качества обучения физике студентов и школьников для промежуточной диагностики в процессе их подготовки.
- Пересмотреть существующие методы повышения квалификации профессорско-преподавательского состава, используя хорошо зарекомендовавший опыт переподготовки преподавателей в советской высшей школе и ведущих университетов мира. Предлагается вернуться к системе повышения квалификации преподавателей с освобождением от учебной нагрузки сроком от 2 недель до полугода с возможностью участия в образовательной и/или научной деятельности ведущих университетов страны и мира.
- Содействовать организации портала, объединяющего наработки вузов в области использования информационных и коммуникационных технологий в физическом образовании.
- В целях повышения результативности работы конференции:
- Предусмотреть обязательное участие в конференции представителей управления системой образования.
- Организовать на следующей конференции Круглый стол по обсуждению учебного книгоиздания для общеобразовательных школ по физике (учебники, УМК, дополнительная литература, специализированные журналы).
- Учесть практику организации ряда престижных международных конференций, состоящую в предоставлении всем авторам заявленных стендовых докладов, дифференцированных в соответствии с тематикой секций, возможности для краткой аннотации доклада (до 2 минут) и его обсуждения.
- Опубликовать доклады, рекомендованные на заседаниях секций в журналах
«Физическое образование в вузах», «Физика в школе» и «Школа будущего».
УДК 530.1:535.1:535.4
О природе фотона
Олег Николаевич Крохин1,2
1 Москва, Россия, Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН
2 Москва, Россия, Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»; e-mail: ONKrokhin@mephi.ru
Анализируется вопрос о природе фотона. Фотон является релятивистской частицей c массой покоя, равной нулю и скоростью, равной скорости света с. Фотон можно рассматривать как частицу, имеющую размер порядка длины волны, и которая локализована внутри «пакета». Размер «пакета» определяется временем излучения t, т.е. длина «пакета» – ct.
Ключевые слова:фотон, скорость света, размер фотона, световой пакет, интерференция одиночных фотонов.
УДК 378.147
Опыт института магистратуры национального
исследовательского ядерного университета «МИФИ» в реализации сетевых форм обучения
Мария Сергеевна Григорьева1,2, Ирина Николаевна Завестовская1,2, Олег Николаевич Крохин1,2, Михаил Николаевич Стриханов1, Анастасия Андреевна Фроня2
1 Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Россия, Москва, Каширское шоссе, 31
2 Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН
Россия, Москва, ленинский проспект, 53; e-mail: INZavestovskaya@mephi.ru
Представлены результаты внедрения сетевых форм обучения в Институте магистратуры НИЯУ МИФИ. Анализируется опыт организации, реализации и формы сетевых систем сотрудничества в области образования с партнерами НИЯУ МИФИ: Предприятиями ГК Росатом, Российскими научными центрами и институтами РАН, инновационными центрами г. Москвы и Московской области, зарубежными университетами и научными центрами.
Ключевые слова: сетевые формы обучения, магистратура, дистанционные формы обучения, мобильность.
Методика и дистанционные технологии в курсе общей
физики в НИЯУ МИФИ
Ирина Николаевна Завестовская, Николай Павлович Калашников, Олег Николаевич Крохин, Сергей Сергеевич Муравьев-Смирнов
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, 115409 Москва, Каширское ш., 31; e-mail: INZavestovskaya@mephi.ru; kalash@mephi.ru; krokhin@sci.lebedev.ru; SSMuravyevsmirnov@mephi.ru
Рассмотрены методика преподавания общей физики и дистанционные технологии, реализуемые в магистерских программах в НИЯУ МИФИ.
Ключевые слова: преподавание общей физики, методика обучения, магистратура, дистанционное образование, типовые расчеты.
УДК 378.1:53
Ответственность субъектов российского образования за уровень преподавания физики в высшей школе
Николай Михайлович Кожевников
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
195251 Политехническая ул., д. 29 Санкт-Петербург, Россия; e-mail: nkozhevn@mail.ru
Обсуждается роль участников российской образовательной системы в повышении качества преподавания в высшей школе. Показано, что на государственном уровне эта проблема упирается в невостребованность молодых специалистов со стороны большой науки и промышленности. Деятельность Министерства образования и науки сосредоточена на разработке новых стандартов и образовательных программ в отрыве от реальных проблем, стоящих перед педагогическим сообществом. Профессиональная деятельность педагогов высшей школы по многим параметрам не соответствует изменившимся реалиям времени и требует модернизации с учетом мирового опыта. Важную роль в повышении качества преподавания физики должны сыграть общекультурные компетенции и психоэмоциональный уровень самих студентов.
Ключевые слова:интеграция науки и образования, государственные образовательные стандарты, трудоемкость учебной дисциплины, дидактические единицы, компетентности.
УДК 378.14
Всероссийские студенческие олимпиады по физике как зеркало физико-математического образования в России
Владимир Николаевич Игнатов, Николай Павлович Калашников, Алексей Юрьевич Матрончик, Андрей Станиславович Ольчак, Дмитрий Александрович Самарченко,
Елена Владимировна Хангулян
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
115409, г. Москва, Каширское ш., 31, VNIgnatov@mephi.ru,
kalash@mephi.ru , matronchik2004@mail.ru, ASOlchak@mephi.ru, DASamarchenko@mephi.ru, EVKhangulyan@mephi.ru
Анализируется результаты трех последних Всероссийских студенческих олимпиад (ВСО-13, 14, 15) по физике, заключительные туры которых были проведены в НИЯУ МИФИ в мае 2013 г., мае 2014 г. и в апреле 2015 г. Обсуждаются задания ВСО и результаты их выполнения. Приводятся статистический анализ личных и командных результатов.
Ключевые слова:Всероссийская студенческая олимпиада, ВСО-14, физика, математика, образование.
УДК 535.42:372.853
Изучение зонной пластинки на интерактивном занятии
Валерий Вильгельмович Майер, Елена Сергеевна Мамаева
Глазовский государственный педагогический институт имени В.Г. Короленко 427621 Удмуртия, Глазов, Первомайская 25, кафедра физики и дидактики физики; e-mail: mvv2011@list.ru
Рассмотрена методика подготовки и проведения интерактивного занятия по экспериментальному изучению синусоидальной зонной пластинки. Предлагаемые учебные опыты найдут применение также в лекционных демонстрациях и лабораторных работах физического практикума.
Ключевые слова: интерактивное занятие, учебный эксперимент, зонная пластика, действительные и мнимые фокусы, оптическое изображение.
УДК 53.07
Спектральный анализ электрических сигналов в лабораторном практикуме курса общей физики
Анатолий Деомидович Гладун, Юрий Владимирович Маношкин, Алексей Андреевич Теврюков, Владимир Владимирович Усков, Юрий Вячеславович Юрьев
Московский физико-технический институт (Государственный университет) 141700 Долгопрудный Моск. обл., Институтский пер., 9; e-mail: gladun.ad@mipt.ru (А.Д. Гладун), iurev.iuv@mipt.ru (Ю.В. Юрьев)
Описывается лабораторная установка для изучения спектров периодических электрических сигналов. Проводится рассмотрение спектров нескольких типов электрических сигналов: периодической последовательности прямоугольных импульсов и цугов, а также амплитудно-модулированного и частотно-модулированного гармонического колебания.
Ключевые слова:спектральный анализ, ряд Фурье, амплитудная модуляция, частотная модуляция.
УДК 378.14 + 681.3.06
Проведение учебно-исследовательской работы на базе виртуального практикума
Лилия Владимировна Кучеренко1, Ирина Михайловна Слабженникова2, Сергей Николаевич Слабженников3
Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет, 690087, г. Владивосток, ул. Луговая 52б;
1 e-mail: lvk-07@mail.ru ; 2 e-mail: ims2710@gmail.com
3 Дальневосточный федеральный университет, 690091, г. Владивосток, Ул. Суханова 8; e-mail: slabzhennikov.sn@dvfu.ru
Авторы разработали методические указания для выполнения лабораторной работы в рамках учебно-исследовательской работы студентов на базе виртуального практикума «Открытая физика 1.1» ООО «Физикон». Возможности компьютерной программы «Взаимодействие электрических зарядов» позволили построить модель электрического поля слабоэлектрической рыбы, исследовать распределение потенциала и напряженности этого поля в пространстве.
Ключевые слова:виртуальный практикум, учебно-исследовательская работа студентов, модель, электрический диполь, слабоэлектрические рыбы.
УДК 372.853; 51-7
Расчеты простых электрических цепей символическим методом
Николай Александрович Чеканов1,2, Ольга Станиславовна Кравцова3, Дмитрий Борисович Лукьянов1, Наталья Николаевна Чеканова4
1 Белгородский юридический институт МВД России,
308024, ул. Горького, 71, г. Белгород, Россия; Chekanov@bsu.edu.ru, ldb50@mail.ru 2Белгородский государственный национальный исследовательский университет, 308015, ул. Победы, 85, г. Белгород, Россия; Chekanov@bsu.edu.ru
3 Старооскольский технологический институт (филиал) «МИСиС»,
309516, Белгородская обл., г. Старый Оскол, микрорайон им. Макаренко, 42; kravtsova63@list.ru
4 Харьковский институт банковских дел, 61174, г. Харьков, пр-т Победы, 55, Украина; Chekanova76@list.ru
В работе выполнен расчет некоторых простых электрических цепей, которые описываются дифференциальными и интегро-дифференциальными уравнениями. Показана относительная простота вычислений и эффективность нахождения их решений методами символического (операционного) исчисления по сравнению с методами теории обыкновенных дифференциальных уравнений.
Ключевые слова: простые электрические цепи, обыкновенные дифференциальные равнения, символическое (операционное) исчисление.
УДК 372.853,37.026
Ресурсный набор по физике для младших курсов вуза: идеи и опыт создания
Андрей Иванович Скворцов, Александр Израилович Фишман
Казанский федеральный университет
420008, Казань, ул. Кремлевская 18; e-mail: anivskvor@gmail.com, aif@gmail.com
Описан опыт работы по созданию контент-конструктора для оперативной генерации мультимедийных учебных пособий и КИМ по физике, предназначенных студентам младших курсов различных специальностей и направлений обучения.
Отличительными особенностями создаваемого контента являются:
- возможность работы студентов, как по заданным траекториям, так и в режиме свободного плавания;
- доступные преподавателям средства генерации пособий и КИМ;
- уникальные или редкие материалы: количественные видеодемонстрации, задания телеметрического практикума, видеозадачи, лекционные фрагменты, имитирующие деятельность преподавателя, задачи с варьируемыми данными.
Рассказано о подходах к решению ряда задач, возникающих при создании современного мультимедийного интерактивного учебного пособия.
Ключевые слова: мультимедийное учебное пособие по физике, курс общей физики, лекционные демонстрации, видеодемонстрации, видеозадачи.
УДК 537.638.5
Лабораторная работа «Магнитокалорический эффект»
Александр Михайлович Салецкий, Игорь Дмитриевич Родионов, Мария Валерьевна Прудникова, Александр Борисович Грановский, Иван Сергеевич Титов, Валерий Николаевич Прудников
Физический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова; e-mail: rodionovID@yandex.ru
Данная задача специального физического практикума предназначена в первую очередь для студентов кафедр физики классических университетов и технических вузов. Лабораторная работа была разработана на кафедрах магнетизма и общей физики физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова и может быть использована для выполнения студентами старших курсов бакалавриата и магистратуры.
Ключевые слова: магнитокалорический эффект, термодинамические процессы, фазовые переходы.
УДК 537.21
О взаимодействии проводящих сфер в неконцентрическом сферическом конденсаторе
Владимир Александрович Саранин
Глазовский государственный педагогический институт им. В.Г. Короленко 427621, г. Глазов, ул. Первомайская, 25; e-mail: val-sar@yandex.ru
Решены задачи об определении силы взаимодействия между заземленной проводящей сферой и меньшей заряженной сферой, не концентрично вложенной в заземленную большую. Задачи решены в двух постановках: внутренняя сфера поддерживается при постоянном потенциале, и внутренняя сфера имеет постоянный заряд. Полученные решения сравниваются с приближенным решением и с известным решением для точечного заряда внутри проводящей заземленной сферы.
Ключевые слова:проводящие заряженные сферы, неконцентрический сферический конденсатор, электростатическое взаимодействие.
УДК 373.6.370.1
Специфика формирования творческого мышления учащихся физико-математических классов – будущих студентов-физиков
Роза Викторовна Гурина
Ульяновский государственный университет; e-mail: Roza-gurina@yandex.ru
В статье рассмотрены специфика творчества физиков, основные задачи учителя физики по развитию творческого мышления учащихся физико-математических классов, а также стадии, уровни, методы и формы его развития.
Ключевые слова:физико-математические классы; творческое и репродуктивное мышление; фреймовый подход; креативные и методологические компетентности.
УДК 140.8 (045)
К научно-теологической парадигме в мировоззренческом аспекте физического образования
Владимир Сергеевич Михалкин
Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова; e-mail: rsg07-8185@udm.net
В статье обсуждается развитие устоявшегося подхода педагогики высшей школы к воспитанию мировоззрения обучаемых, которое учитывает современное возрождение конструктивного диалога науки и христианской религии (православия), имманентно присущей в прошлом и настоящем российскому обществу и государственности. Показано, что основание диалога двух различных областей знаний на принципе дополнительности Н. Бора, обладает потенциалом учреждения мировоззренческой платформы нового поколения, расширяющим возможности становления духовной зрелости человека, как его наивысшей потребности и основы целостного мировоззрения. Процесс его становления представлен в виде перехода от аддитивного раздельного изучения необходимой совокупности научных и метафизических знаний к освоению их боровской дополнительности, которая является необходимым условием синергии их взаимодействия.
Ключевые слова: мировоззрение личности, дополнительность, синергия, трансцендентность, pro and contra светской и религиозной сакральной духовности в современном образовании.
Urgent Aspects of the International Conference
«Physics in the System of Modern Education»
Yu. A. Gorokhovatskiy1, I.N. Zavestovskaia2, N.V. Kalachev2,3,
O.N. Krokhin2, S.S. Muraviev-Smirnov2
1 Herzen State Pedagogical University of Russia, Moyka river emb., 48, 191186 St.Petersburg, Russia 2 National Researh Nuclear University « MEPHI», Kashirskoye road 31, 115409 Moscow, Russia
3 Financial University, Leningradsky Prospekt, 49 125993 Moscow, Russia
E-mail: INZavestovskaya@mephi.ru; nkalachev@fa.ru; krokhin@sci.lebedev.ru; SSMuravyevsmirnov@mephi.ru
Received July 2, 2015 PACS: 01.10.Fv + 01.10.Hx + 01.40.-d
In the article, urgent aspects and the reports on the conference, which has passed from 1 until June 4, 2015 in Saint Petersburg based on Herzen State Pedagogical University of Russia are under discussion. Development priority directions оf physical education in Russia is indicate.
Keywords: conference, physics teaching, methodology of teaching physics, federal state educational standards.
References
- The Nature of Light. What is photon? Ed. by CRC Press, Taylor and Francis Group/ Boca Raton, London, N.Y., 2008.
- St.Weinberg, http://sceptic-ratio.narod.ru/po/kn5.htm. [in Russian].
- Turkin A.N., A.e. Yunovich A.E. Nobel Prize Physics: year 2014-th. I. Akasaki, H. Amano, S. Nakamura. Nature, 2015, no. 1, p. 75-81.
- http://psme.herzen.spb.ru.
The Decision of the XIII International Conference
«Physics of Modern System of Education (FSSO-2015)»
Publish the decision of XIII International Conference «Physics of Modern System of Education “(FSSO-2015), adopted at the final session June 4, 2015.
Keywords:conference, physics teaching, methodology of teaching physics, federal state educational standards.
On the Nature of the Photon
Oleg Nikolaevich Krokhin
Moscow, Russia, P.N. Lebedev Physical Institute. Russian Academy of Sciences Moscow, Russia, National Research Nuclear University «MEPHI»;
e-mail: ONKrokhin@mephi.ru
Received July 6, 2015 PACS 14.20.Dh
Examines the nature of the photon. The photon is the relativistic particle c zero rest mass and velocity equal to the speed of light (c). The photon can be regarded as a particle that has the size of the order of the wavelength, and which is localized inside the package. The package size is determined by the time the radiation t, i.e. the length of the «package» – ct.
Keywords:photon, speed of light, the photon’s size, light package, single photon interference.
References
- The Nature of Light. What is photon? Ed. by CRC Press, Taylor and Francis Group/Boca Raton, London, N.Y., 2008.
- The Quantum Challenge. George Greenstein Arthur Zajonc, G. Jones and Bartlet Publishers Inc. 2006.
- AkhiezerA.I.,BerestetskiyV.B.«Quantum Electrodynamics». GIFML, Moscow, 1957 [in Russian].
- BerestetskyV.B.,LifshitzE.M.,PitaevskijL.P.«Quantum Electrodynamics». Physmathlit, Moscow, 2006 [in Russian].
- Weinberg St., http://sceptic-ratio.narod.ru/po/kn5.htm. Translation into Russian language: «In Defense of Science», № 11, Moscow, Nauka, 2012.
- PaulH.,FisherR.Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 141, 376 (1983) [in Russian].
Experience of the Institute of Magistracy of National Research Nuclear University «MEPHI» in the Implementation of Network Learning
M.S. Grigorieva1,2, I.N. Zavestovskaya1,2,
O.N. Krokhin, M.N. Strikhanov1, A.A. Fronya1,2
1 National Research Nuclear University “MEPHI”, Russia, Moscow, Kashirskoye Highway 31
2P.N.Lebedev Physical Institute of RAS Russia,
Moscow,Leninskiy Prospekt, 53; e-mail: INZavestovskaya@mephi.ru
Received July 6, 2015 PACS: 01.55.+b, 01.40.gb
Presented the results of network forms of training in Institute of Magistracy NRNU MEPHI. The experiences of the Organization, implementation of network systems and forms of cooperation in the field of education with partners NRNU MEPHI: GK Rosatom Enterprises, Russian scientific centers and institutes of Russian Academy of Sciences, innovative centers of Moscow and Moscow region, foreign universities and scientific centers.
Keywords:networking, graduate, distance learning, mobility.
References [in Russian]:
- E.B.Vesna,N.G.Ayrapetova,I.V.Bondarev,I.N.Zavestovskaya,M.SZolotykh,V.M.Terekhov,A.S.Averin,V.A.Matveichuk, O.Yu. Mazetov,D.B.Odlis.Network form of training graduate students to enterprises SC Rosatom with remote support. Scientific session NRNU MEPHI-2014. Abstracts, vol. 3, p. 223. Publishing NRNU MEPHI, Moscow, 2014.
- M.S.Grigorieva,I.N.Zavestovskaya,O.N.Krokhin,M.N.Strikhanov,A.A.Fronya.Network learning- efficiency and prospects: the experience of the Institute of Magistracy NRNU MEPHI. Physics in the Modern Education System. Materials XIII International Conference, St. Petersburg, 1-4 June
2015, vol. 1, pp. 3-8. Publ. in the FORA-print, Saint Petersburg, 2015.
Methodology and Distance Strategies of General Physics Course in National Research Nuclear University «MEPhI»
I.N. Zavestovskaya, N.P. Kalashnikov, O.N. Krokhin,
S.S. Muravyev-Smirnov
National Research Nuclear University «MEPHI», 115409 Moscow, Kashirskoye road 31, E+mail:
INZavestovskaya@mephi.ru ;
kalash@mephi.ru ;
krokhin@sci.lebedev.ru ; SSMuravyevsmirnov@mephi.ru
Received July 23, 2015 PACS: 01.55.+b, 01.40.gb
General physics methodology and distance strategies and their application in master program in National Research Nuclear University « MEPHI» are under discussion.
Keywords:general physics teaching, methodology of teaching physics, method of education, magistracy, distance education, model calculations.
References [in Russian]
- GrigoryevaM.C.,ZavestovskayaI.N.,KrokhinO.N,StrikhanovM.N.,FroniaA.A.Net-interaction teaching aspects – efficiency and perspectives: experience in National Research Nuclear University «MEPhI» // Physics In The System of Modern Education (PSME – 2015): materials of XIII International Conference «Physics In The System Of Modern Education» V. 1, St. Petersburg, 2015 – pp. 3-8.
- GrigoryevaM.C.,ZavestovskayaI.N.,KrokhinO.N,StrikhanovM.N.,FroniaA.A.Net-interaction teaching aspects – efficiency and perspectives: experience in National Research Nuclear University «MEPhI» // Physics In Higher Education. 2015 V. 21, № 3, pp. 24-34.
- ZavestovskayaI.N.,KalashnikovN.P.,KrokhinO.N.,Muravyev+SmirnovS.S.Urgent Aspects of the General Physics Course Realization in the Master of Science (Magister) Program in National Research Nuclear University «MEPhI» // Physics In Higher Education. 2013 V. 19, № 3, p. 27-32.
- KalashnikovN.P.,SmondyrevM.A.Basis of physics. Exercises and problems. – Drofa, Moscow, 2007 – 464 p.
- KalashnikovN.P.,SmondyrevM.A.Basis of physics. Volume 1. – Drofa, Moscow, 2007 – 400 p.
- KalashnikovN.P.,SmondyrevM.A.Basis of physics. Volume 2. – Drofa, Moscow, 2007 – 432 p.
- KalashnikovN.P.Guide to solving problems in physics. «Basis of of quantum physics. The structure of the substance. Atomic and nuclear physics». – М: NRNU «MEPhI», 2012. – 252 p.
- GervidsV.I.,IvanovaN.A.,KalashnikovN.P.,Muravyev+Smirnov.S.S.etal.Guidelines for the organization of educational process at the general physics course. – М: NRNU «MEPhI», 2014. –104 p.
Responsibility of Russian Education System Subjects
for the Physics Teaching Level in High Schools
N.M. Kozhevnikov
Peterthe Great St-Petersburg Polytechnical University Polytechnicheskaya str., 29, 195251 St-Petersburg, Russia e-mail: nkozhevn@mail.ru
Received June 21,2015 PACS: 01.10.Hx+01.40.-d
The role of the Russian education system participants in physics teaching quality improvement is discussed. It is shown that at the government level the problems are connected with the absence of specialists requirements from great science and industry. The Ministry of Science and Education activity focuses on new standards and education programs publication which are far from real problems of teaching.
The activity of thousands physics teachers does not corresponds with life realities and must be modified according to the world experience. The important role in physics teaching quality improvement belongs to students and connected with their general cultural competences and psycho-emotional state.
Keywords:science and education integration, state educational standards, work capacity of the studying subjects, didactic units, competence.
References [in Russian]
- Sazonov B. A. Individual-oriented organization of teaching – the road to flexible and individual of education programs // Materials of Int. Conf. “High Intellectual Technologies and Innovations in National Research Universities”. – SPb., Polytechnic University Press, 2012, P.37-52.
- BadargD., SazonovB.A.Actual questions on international harmonization of educational systems. – M.: Bureau UNESCO in Moscow, 2007.
- SobolevA.B.On the tasks for educational-methodological unifications to work out exemplary general educational programs // http://fgosvo.ru/changefgos/52/52/2.
- AlferovZh.I.Science which is suppressed by politics // Arguments of the week, 2015, №14 (455), p. 3.
- GubinO.I.Ranking trap for the Ministry of science and education: is there an exit? // Izvestia, 2015, 95(2931), p. 6.
- SobolevA.B.About the role of Coordination councils in scientific- methodological support and development of the professional education content //
http://fgosvo.ru/changefgos/52/52/2.
- Bulletin of Scientific-methodological council on physics, № 4 (2012) // Ed. Kozhevnikov N. M. – SPb., Publ. SPBSPU, 2012. – 84 p.
- KozhevnikovN.M.Organization and methodological activity of SPbSPU in quality improvement of physics teaching // Scientific-technical bulletin of SPbSPU, 2014, v.190, № 1, pp. 236–242.
- KozhevnikovN.M.Non-classical ideas in contemporary general physics course // Scientific-technical register of SPbSPU, 2013, v.183, № 4(1), pp. 11–19.
- KozhevnikovN.M.General Physics Course Evolution from Khvolson until Nowadays // Physics in Higher Education, 2013, v. 19, № 3, pp. 46–51.
- SergeevaN.L.Installation of seven models of the Cambridge university program in physics teaching // videouroki.net/file.com.php
- Cambridge International Examinations 2015. Resource for schools and colleges. –
www. education cambridge.org/cie.
- Larchenkova L.A. Educational potential of physics problems in contemporary school // Doctor sci. thesis, Herzen State Pedagogical Univ., St.-Petersburg, 2014.
National Students Olympic Competitions in Physics as a Mirror of Physical Education Quality in Russia
V.N. Ignatov, N.P. Kalashnikov, A.Yu. Matronchik, A.S. Olchak,
D.A. Samarchenko, E.A. Khangulyan
National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute), Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409 Russia
E-mail: VNIgnatov@mephi.ru,kalash@mephi.ru,matronchik2004@mail.ru,ASOlchak@mephi.ru,DASamarchenko@mephi.ru,EVKhangulyan@mephi.ru
Received July 15, 2015 PACS: 01.40.-d, 01.40.gf
The results of three latest Olympic Competitions in Physics with final rounds held at the Russian National Nuclear Research University MEPhI in May 2013, May 2014, and April 2015 are analyzed. The competition tasks and results are discussed. The statistical analysis of individual and team results is presented.
Keywords:Russian National Student Olympic Competition in Physics; physics; mathematics, quality, education.
References
- mipt.ru/students/olympsaconfs/optu.
- BeloborodovV.N.,IgnatovV.N.,KalashnikovN.P.,OlchakA.S.,SamarchenkoD.A.,KhangulyanE.A.New Nominations and Results of 2014 Russian National Student Olympic Competition in Physics. Physics in Higher Education, № 3, 2014, pp. 82-99.
- KalashnikovN.P.,OlchakA.S.,SamarchenkoD.A.,KhangulyanE.A.The National Physics Student Contest (Olympiad) in National Research Nuclear University «MEPhI» in 2013. The Organization and Conduct Experience. Physics in Higher Education, № 3, 2013, pp. 13-18.
- www.mephi.ru
The Study of a Zone Plate at an Interactive Lesson
V.V. Mayer, E.S. Mamaeva
FSBEI of HPE «The Glazov Korolenko State Pedagogical Institute», Glazov, Russia 427621, Glazov, 25, Pervomayskaya St. e-mail: mvv2011@list.ru
Received April 14, 2015 PACS: 42.25.Fx
The paper presents a technique of preparation and realization of an interactive lesson devoted to experimental study of a sinusoidal zone plate. The proposed educational experiments can be used as lecture demonstrations and at the laboratory works of a physical session.
Keywords:interactive lesson, educational experiments, zone plate, real and apparent focus, optical image.
References [in Russian]
- Gershenzon E.M., Malov N.N., Mansurov A.N. Optics and atomic physics. –Moscow: Publishing Center «Academy», 2000.
- Landsberg G.S. Optics. – Moscow: FIZMATLIT, 2003.
- Sivukhin D.V. The general course of physics: V.4. Optics. – Moscow: FIZMATLIT, 2006.
- Spetsialny physical workshop. Part 3 / Ed. A.A. Harlamov. – Moscow.: Publishing Moscow University, 1977.
- MayerV.V.,MamaevaE.S.Creating educational zone plates by holographic method // Educational physical experiment: Topical problems. Modern solutions: Program and materials of XV All-Russia scientific and practical conference: GGPI, 2010. P. 39.
Spectral Analysis of Electrical Signals
in the General Physics Laboratory Practicum
A.D. Gladun, Yu.V. Manoshkin, A.A. Tevrukov, V.V. Uskov, Yu.V. Yuriev
Moscow Institute of Physics and Technology 141700 Dolgoprudny, Moscow Region, Institutskaya str., 9
Received June 9, 2015 PACS 07.05.Wr
The laboratory equipment for the spectra of periodic electrical signals study is described. The spectrum of several electric signal types is consider. The periodic sequence of rectangular pulses and trains (as well as amplitude-modulated and frequency-modulated harmonic oscillations) is studied.
Keywords:spectral analysis, Fourier series, amplitude modulation, frequency modulation.
References [in Russian]
1. Laboratory workshop on general physics, vol. 2. Electricity and magnetism. Edited by A.D.
Gladun. – M.: Moscow, 2007.
2. Kharkevich A.A. Spectra and analysis. – M.: URSS, 2009.
A Teaching Research Performance of a Laboratory Work on the Basis of a Virtual Workshop
L.V. Kucherenko1, I.M. Slabzhennikova2, S.N. Slabzhennikov3
FarEastern State Technical Fisheries University 52-b Lugovaya str., Vladivostok, 690087, Russia
1E-mail: lvk-07@mail.ru; 2E-mail: ims2710@gmail.com
3FarEastern Federal University
8 Suhanova str., Vladivostok, 690950, Russia E-mail: slabzhennikov.sn@dvfu.ru
Received June 18, 2015 PACS: 01.40.-d, 01.50.H-, 02.70.-c, and 41.20.-q
We have developed guidelines for a performance of a student’s training research laboratory work based on a virtual workshop, named as “Open Physics 1.1”, of “Physicon” Company. Possibilities of a computer program “An Interaction between electric charges” allowed building a model of an electric field of a weakly electric fish, to explore an electric potential distribution and an electric field strength in space.
Keywords: virtual workshop, teaching-research work of students, model, electric dipole, weakly electric fish.
References [in Russian]
- Belotserkovsky A.V., Higher education in Russia, No.7, 3 (2012).
- Kalimullin D.D., Fundamental research, 2(2), 383 (2015).
- Egorova G.I., Martynenko E.P., Fundamental research, 2(5), 1046 (2015).
- Romanova M.V., News PGPU, Social Sciences, 2(6), 146 (2006).
- Horeva A.V., Herald RIAT, 1(6), 125 (2012).
- Vohmintseva L.V., Sharapov V.I., Fundamental research, No.5, 41 (2007).
- Lider A.M., Sklyarova E.A., Semkina L.I., Fundamental research 2(4), 787 (2015).
- http://www.testoteka.narod.ru/ms/1/05.html.
- TikhomirovY.V.,Laboratory works in physics with computer models (Electricity and Magnetism.Optics) (Physicon Ltd., Moscow, 2002).
- Nowicki R.A., Sport fishing, No.2, 6 (2004).
- Olshansky V.M., Pavlov D.S., et al., Herald of the Russian Academy of Sciences 79(1), 57 (2009).
- Savelyev I.V., Course of general physics (Electricity and Magnetism) (Lan’, Saint Petersburg, 2011).
Calculations of Simple Electrical Circuits by a Symbolical Method
N.A. Chekanov1,2, O.S. Kravtsova3, D.B. Lukjanov1, N.N. Chekanova4
1Belgorod Law Institute of the Ministry of the Interior of the Russian Federation, Gorkystr.,71, Belgorod, Russia,308024, Chekanov@bsu.edu.ru,ldb50@mail.ru
2 Belgorod State National Research University, Pobedystr.,85, Belgorod, Russia, 308015, Chekanov@bsu.edu.ru
3 Stary Oskol Technological Institute (branch)
“Moscow State Institute of the Steeland Alloy Materials”, Makarenko district,42, Stary Oskol City, Belgorodregion, Russia, 309530,kravtsova63@list.ru
4 Kharkov Institute of Banking, 61174, Pobedyav., Kharkov, Ukraine,Chekanova76@list.ru
Received June 4, 2015 PACS 01.55.+b; 02.30.Hq
Calculations for some simple electrical circuits that are described by differential and integral-differential equations are performed. The relative simplicity of calculation and efficiency of finding their solutions by symbolic (operational) method compared with the methods of the theory of ordinary differential equations are shown.
Keywords: simple electrical circuits, ordinary differential equations, symbolical (operational) calculus.
References [in Russian]
- ShtokaloI.Z.Operational Calculus (Generalizations and Applications) // Kiev: Naukova Dumka Publ., 1972, 304 p.
- BradisV.M.Four-digit Mathematical Tables // Moscow: Prosveshchenie Publ., 1990. 96 p.
- WienerN. I am a Mathematician // Garten City, New York: Doubleday&Company, Inc., 1956, 336 p.
- BatemanH.,ErdelyiA. Tables of Integral Transforms, Vol. 1 // New York-Toronto- London: McGraw- Hill book company, Inc., 1954, 344 p.
- CarsonJ.R. Elektrisct Ausgleichsvorgange und Operatorenrechnung // Berlin: Verlag von Julius Springer, 1929, 232 p.
- DitkinV.A.,PrudnikovA.P. Operational Calculus // Moscow: Vysshaj Shkola, 1975, 408p.
- KontorovichM.I. Operational Calculus and Nonstatsionary Phenomena in Electrical Circuits // Moscow: Tekhniko-Theoretical Literature Publ., 1955, 228 p.
- CarslawH.S.,JaegerJ.G. Operational Methods in Applied Mathematics // Oxford: Clarendon Press, 1941, 280 p.
- LurieA.I. Operational Calculus and its Applications to Mechanics’ Problems // Moscow-Leningrad: Tekhniko-Theoretical Literature Publ., 1951, 432 p.
The Resource Set in Physics for University First Years Students: the Ideas and Creation Experience
A.I. Skvortsov, A.I. Fishman
General Physics of the Kazan Federal University, Kremlevskaya str. 18, Kazan, 420008, Russia E-mail: anivskvor@gmail.com, aif@kpfu.ru
Received June 19, 2015 PACS 01.30.M_, 01.50.H_, 01.50.My, 01.55.+b
The experience of the content-constructor creation is described. Content – constructor allows generating multimedia educational aids and kits of tests for students of various specialties.
The distinctive features of the content are:
- the possibility for students work both to the a predetermined path and in the free mode,
- the existence of the simple means for generating of educational aids by teachers,
- a large number of rare and unique materials: quantitative video demonstrations, problems and questions with variable data, telemetry practical tasks and original video problems.
Approaches to solving some organizational, pedagogical and information problems arising in the creation of modern multimedia educational aids are described.
Keywords: a multimedia textbook on physics, general physics course, lecture demonstrations, video demonstrations, video problems.
References [in Russian]
- SkvortsovA.I.,FishmanA.I.The “atomic” structure of a digital textbook on physics // Proceedings of the Conference “Informational technologies in education - Volga-region -2007”, Kazan, 18-21 June 2007.
- FishmanA.I.,SkvortsovA.I.The experience of the creating of the “Video book of the physical problems” // Physics in Higher Education, 1998, v. 4, No 2, pp. 90-94.
- Fishman A.I., Skvortsov A.I. Role of the Computer in a Demonstrational Experiment // Physics in Higher Education, 1999, v. 5, No 2, pp.130-133.
- SkvortsovA.I.,FishmanA.I.Computer realization of the video book of physical problems // Proceedings of the All-Russia Conference “Physics education in ХХI century”, Moscow, 28 – 30 June 2000.
- SkvortsovA.I.,FishmanA.I.Book of videoproblems: from observation to measurements // Physics in Higher Education, 2004, v. 10, No 4, pp. 98-105.
- SkvortsovA.I.,FishmanA.I.Telemetric laboratory practical work: idea, experience of realization, perspectives // Proceedings of the V All-Russia Conference “Secondary schools and Universities: achievements and problems of the continuous physics education”, Ekaterinburg, 5-6 November 2008.
- FishmanA.I.,SkvortsovA.I.DaminovR.V.Physics experiments // CD, Digital textbook, Moscow, NMG, 2008.
Advanced Lab Course «Magnetocaloric Effect»
A.M. Saletsky, I.D. Rodionov, M.V. Prudnikova, A.B. Granovsky,
I.S. Titiov, V.N. Prudnikov
M.V. Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics; e-mail: rodionovID@yandex.ru
Received June 24, 2015 PACS: 75.30.Sg
The advanced lab course is intended for students studying physics and technical specialties. The lab course was developed on Magnetism Department and General Physics Department of M. V. Lomonosov Moscow State University and can be assigned for students enrolled in the third year of bachelor and master programs.
Keywords: Magnetocaloric effect, thermodynamic processes, phase transitions.
References
- WarburgE. // Ann. Physik., v. 13, pp. 141, 1881.
- DebyeP.// Ann. Physik, v. 81, pp. 1154)60, 1926.
- GiauqueW.F.// J. Am. Chew. Soc., v. 49, pp. 1864)70, 1927.
- KvasnikovI.A.Thermodynamics // v. 1, pp. 106)123, 2002 [in Russian].
- BozortR.(edited by E.I. Kondorsky и B.G. Livshits) Ferromagnetism // Foreign Literature Publishing House, pp. 9)16, 1956 [in Russian].
- RomeroGoґmez J. Magnetocaloric effect: A review of the thermodynamic cycles in magnetic refrigeration // Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 17, pp. 74)82, 2013.
- TishinA.M.The Magnetocaloric Effect and its Applications // IOP Publishing Ltd, 2003.
- AndreenkoA.S.Magnetocaloric effects in rare earth magnetics // UFN, v. 158, pp. 553)578, 1989 [in Russian].
About Interaction of Conducting Spheres in Not Concentric Spherical Capacitor
V.A. Saranin
Korolenko Glazov State Pedagogical Institute
25 Pervomaiskaya str., Glazov, 427621, Russia; e-mail: val-sar@yandex.ru
Received April 15, 2015 PACS: 40.20 Cv
Problems about definition of force of interaction between the earthed conducting sphere and the smaller charged sphere, not concentric enclosed in the earthed big are solved. Problems are solved in two statements: the internal sphere is supported at constant potential and the internal sphere has a constant charge. The received solutions are compared to the approached solutions and with the known solutions for a dot charge in the conducting earthed sphere.
Keywords:conducting charged spheres, not concentric spherical capacitor, electrostatic interaction.
References
- Batygin V.V., Toptygin I.N. Collection of Problems Electrodynamics (Nauka, Moscow, 1970) [in Russian].
- Smythe W. Static and Dynamic Electricity (McGraw-Hill, New York, 1950).
- SivuhinD.V.Electricity (Nauka, Moscow, 1983) [in Russian].
- VekshteinE.G. Collection of Problems Electrodynamics (Vysshaya Shkola, Moscow, 1966) [in Russian].
- BrandtN.N.,MironovaG.A.,SaletskyA.M.Electrostatics in questions and problems. The manual under solved of problems for students: Text-book (Lan’, Sankt-Petersburg, 2011) [in Russian]
- SaraninV.A.Method of Electrical Image in Problems and Experiments (Moscow-Izhevsk, RKhD, 2012) [in Russian].
- SaraninV.A.Energy, force and field strength in a system of two charged conducting balls. // Journal of Electrostatics. 2013. V. 71. N 4. P. 746-753.
- SaraninV.A.,MayerV.V. Interaction of two charged conducting balls: theory and experiment //
Physics – Uspekhi. Vol. 53 (10). 2010. P. 1067-1074.
Specifity of Formation of Creative Thinking of Pupils Physical and Mathematical Class – Future Physics Students
R.V. Gurina
Ulyanovsk State University
L. Tolstoy str., 42. 432017 Ulyanovsk, Russia e-mail: Roza-gurina@yandex.ru
Received March 4. 2015 PACS: 01.40.-d+01.40.E+01.40.gb
Specific features of physics students creativity are considered in the article, the main tasks of the teacher in developing creative thinking of such students, models, levels, methods and forms of this development.
Keywords:physical and mathematical classes; creative and reproductive thinking; creative and methodological competence.
References
- Bespalko V. P., Tatur Yu. G. Systematic-methodological support of educational process of training. – M.: Higher school, 1989. – 144 p.
- Wertheimer M. Productive thinking. –Moscow: Progress, 1987. – 336 p.
- Galperin P.J.On the formation of mental actions and concepts. //Cultural-historical psychology, 2010, №3. – pp. 111–114.
- GurinaR.V.The frame scheme-reliance as a means of intensification of educational process // School technologies, 2004, No. 1, pp. 184-195.
- Gurina,R.V.,SokolovaE.E. Frame knowledge representation: a monograph. –Moscow: People’s education. Research Institute school of technology, 2005. –176 p.
- GurinaR.V.Training of students in physics and mathematics classes for future professional activity in the field of physics: a monograph. – Ulyanovsk: VAO «MDС», 2009. – 394 p.
- ZimnyayaI.A. Psychology of teaching foreign languages in school. – M.: The Publishing House “Enlightenment”, 1991. – 222 p.
- The concept of profile education in upper secondary General education. The Ministry of education of the Russian Federation. – M.: Russian Academy of education. 2002. – 19 p.
- Brief psychological dictionary /Ed. L. A. Karpenko; Under the General editorship of V. A. Petrovsky, M. G. Yaroshevsky. – M.: The Political publishing, 1985. – 431 p.
- MinskyM.A framework for representing knowledge / Frame conceptions and text understanding. – B.:В.U.Р., 1980. – 25 p.
- The psychology of creativity: General, differential, applications / Edited by Y. A. Ponomarev. – M.: Science, 1990. – 224 p.
- PonomarevJ.A. The Psychology of creation. –M.: The Publishing House: Moscow psychology- social Institute; Voronezh: The Publishing house of the NPO Modek”, 1999. – 480 p. (Series Psichology of the Fatherland).
- Talyzina N. F. Managing the process of acquiring knowledge. –Moscow: MSU Publishing house,
1984. – 344 p.
Scientific-Theological Paradigm in World Outlook
Aspect of Physical Education of Technical University
V.S. Mikhalkin
Izhevsk State Technical University to name after M.T. Kalashnikov, Izhevsk, Russia, e-mail: rsg07-8185@udm.net
Received July 20, 2015 PACS: 01.40.-d, 01.40.gb, 01.50.Pa
Development of the settled pedagogical approach for upbringing of world outlook in higher education system, which takes proper account of modern revival of meaningful dialogue of a science and the Christian religion (orthodoxy), immanently inherent in the past and the present of Russian society and statehood, is discussed. The basic idea of this dialogue is that using N. Bohr’s principle complimentary of two various fields of knowledge, possesses potential of creation of a world outlook platform of the new generation in which development of a spiritual maturity of the person, as its highest requirement and basis of complete world outlook
is shown. Process of its construction is presented in the form of transition from additive separate studying of necessary set of scientific and metaphysical knowledge to development their Bohr complimentary, which is a necessary condition of a synergy of theirs interaction.
Keywords: world outlook of the person, transcendentalism, synergy, integration and complimentary of science and theology, pro and contra secular and sacral spirituality in modern education.
References
- KasjanA.A.World outlook position of the teacher // Higher Education Today. 2008. № 12, pp. 48-52.
- FinogentovV.N.About possibility of construction of scientific outlook // Transaction of the Belgorod State University. Series. Philosophy. Sociology. Right. № 2 (57), 2009, issue 7, pp. 55-64.
- Mikhalkin V.S. Content of education and integrity of world outlook of the person in modern conditions // Integration of Education. 2004, № 2, pp. 69-72.
- Dimitrov T. They believed in God: fifty Nobel winners and other great scientists // Translation: Ekaterinas and Evgenie Ustinovichi. E-book, 1990, 150 p.
- Black holes and the young Universes. Mockery «Amphora», 2014, p.166. Russian translation of Black holes, Baby Universes, and Other Essays by Stephen Hawking.
- SmyckA.F.View of Louis de Broglie on physics teaching // Physics in Higher Education. V. 17, № 4, 2011, pp. 72-76.
- GribovL.Science and religion: from confrontation to supplementation // Higher Education in Russia. 1993, № 2, pp. 26-33.
- Physicists about itself. Mockery «Science», The Leningrad branch, 1990, 484 p.
- AkimovaR.S.Synergy of knowledge and faith in / strategy of natural-science education / /Successes of modern natural sciences. № 5, 2014, pp. 216-219.
- GiessenS.I.Pedagogical Essay. Saransk, 2001, pp. 214-215.
|